雙饋風(fēng)電機(jī)組減載能力分析及一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、隨著風(fēng)電大規(guī)模的并網(wǎng)，電網(wǎng)頻率穩(wěn)定問題日益嚴(yán)峻。對于目前廣泛采用的雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,利用轉(zhuǎn)子側(cè)變流裝置實現(xiàn)變速恒頻，從而當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無法響應(yīng)電網(wǎng)頻率的變化，而且機(jī)組通常運行于最大功率跟蹤模式下，使其無法提供額外的有功功率參與頻率調(diào)節(jié)。目前，對風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻的研究主要集中在功能實現(xiàn)方面，本文主要針對雙饋風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻能力方面展開研究。
　　首先，分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組的工作原理并建立其數(shù)學(xué)模型，包括風(fēng)速模型、

2、風(fēng)力機(jī)模型、軸系系統(tǒng)模型、發(fā)電機(jī)模型及控制系統(tǒng)模型。在此基礎(chǔ)上，研究了轉(zhuǎn)子側(cè)換流器定子磁鏈?zhǔn)噶慷ㄏ蚩刂撇呗浴⒕W(wǎng)側(cè)換流器電壓矢量定向控制策略和槳距角控制策略。
　　其次，介紹了電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的基本原理和一次調(diào)頻的基本要求,給出了雙饋風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)一次調(diào)頻的原理方案，并對轉(zhuǎn)子動能控制和功率備用控制兩種頻率控制方法進(jìn)行了分析和比較。
　　然后，根椐不同風(fēng)速條件，制定了超速控制和槳距角控制結(jié)合的減載控制策略。低風(fēng)速時，采用超速控

3、制進(jìn)行減載；中風(fēng)速時，采用超速控制和槳距角控制結(jié)合的減載控制策略；高風(fēng)速時，采用槳距角控進(jìn)行減載。并建立雙饋風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻控制系統(tǒng)仿真模型，進(jìn)行仿真分析。得出了減載控制可以在不同控制模式下都能為系統(tǒng)調(diào)頻提供足夠的備用容量。
　　最后，在三種減載控制策略的基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動能控制，實現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制策略，并與傳統(tǒng)的組合控制策略進(jìn)行了仿真對比。仿真結(jié)果表明，協(xié)調(diào)控制策略不僅使風(fēng)電機(jī)組具備夠的備用容量，而且具有良好