直驅永磁風電機組一次調頻協(xié)調控制策略的研究.pdf

1、近年來，隨著電網(wǎng)中風電滲透率的不斷增大，風電機組對電網(wǎng)的影響愈加明顯。由于風電機組運行在最大功率跟蹤模式，導致風電機組的輸出功率無法響應電網(wǎng)頻率的變化，從而引起電網(wǎng)一次調頻容量的不足，對電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性造成不利影響。本文在全面分析現(xiàn)有一次調頻控制策略的基礎上，提出將超速控制和槳距角控制結合的協(xié)調控制策略應用在直驅永磁風電機組一次調頻控制系統(tǒng)。
　　首先，詳細介紹了電力系統(tǒng)一次調頻的基本原理，分析了影響電力系統(tǒng)一次調頻的相關因素，給出

2、了電力系統(tǒng)一次調頻的考核指標。分析了風電機組參與電力系統(tǒng)一次調頻的原理，并給出含風電的電力系統(tǒng)頻率調節(jié)模型。其次，分析了直驅永磁風電機組的工作特性和運行原理，給出了直驅永磁風電機組的數(shù)學模型。在此基礎上，分析了機側變流器轉子磁鏈矢量定向控制策略、網(wǎng)側變流器的電網(wǎng)電壓矢量定向控制策略和槳距角控制策略，為研究直驅永磁風電機組一次調頻控制策略奠定了理論基礎。然后，為使直驅永磁風電機組具備一次調頻能力，本文采用超速減載控制和槳距角控制結合的協(xié)調

3、控制策略，并根據(jù)不同的風速條件，制定了低風速、中風速和高風速三種模式。在低風速時，采用超速控制減載運行至90％最大功率曲線和下垂控制相結合的控制策略；在中風速時，采用超速減載控制和槳距角結合的協(xié)調控制策略；在高風速時，采用切換功率曲線減載運行至90%最大功率曲線和改進的槳距角控制相結合的控制策略。
　　最后，在PSCAD/EMTDC仿真軟件中建立直驅永磁風電系統(tǒng)，并對一次調頻協(xié)調控制策略進行仿真實驗。仿真結果表明，在低風速模型中，