高風電滲透率下雙饋風機參與系統(tǒng)調頻的控制策略研究.pdf

1、風力發(fā)電作為清潔無污染、可永續(xù)利用的能源，對于調整產能結構、節(jié)約資源、保護生態(tài)環(huán)境、促進國民經濟健康穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。我國正處于能源結構轉型期，未來風電滲透率將逐漸增加，因此在風電滲透率較高的地區(qū)變速風機如何有效的參與一次調頻已成為研究熱點。文中根據現有研究成果，發(fā)現仍存在一些問題尚未深入研究:一是超速控制下超速點的求取。超速控制下轉子運行參考轉速隨減載率變化而變化，而功率與轉速非線性相關，增加了采用數學推導求取轉速值的難度;二是如

2、何利用風機槳距角使風機響應系統(tǒng)頻率;三是缺少一種適用于全風況條件下的協調控制策略。
　　針對以上問題，本文首先分析了雙饋風電機組工作原理，在DIgS ILENT2016中建立了雙饋風機的風輪、軸系、異步發(fā)電機及槳距角控制模型，對雙饋異步發(fā)電機及其換流器矢量定向方法進行深入研究。
　　其次，理論和實驗都表明雙饋風機并網會嚴重削弱系統(tǒng)等效慣量，降低頻率調節(jié)能力。利用海南電網風電數據，定性和定量分析了15min，1h，3h，6h不

3、同時間間隔下風力發(fā)電功率的波動情況，表明在一次調頻期間下，可以忽略風電的波動效應，通過適當調節(jié)措施，雙饋風機能夠提供穩(wěn)定調頻服務。
　　最后，本文提出了適用于全風況條件下，在最大功率追蹤區(qū)采用慣性與超速相協調，而在恒轉速和恒功率區(qū)采用慣性與槳距角聯合的協調控制策略。設計了超速環(huán)節(jié)控制模塊，利用不同葉尖速比和槳距角對應的Cp值表格數據簡化超速下轉子轉速的求取過程;針對風能利用系數與槳距角和葉尖速比的復雜非線性關系，通過數學運算，文中