并网双馈风电机组频率支撑能力控制策略研究

针对双馈风电机组无法对电网频率提供支撑的问题。首先,研究双馈风电机组的运行原理。然后,分析实现双馈风电机组频率支撑能力的附加桨距角控制策略和综合虚拟惯量控制策略。最后,仿真验证双馈风电机组频率支撑能力控制策略的有效性。

基于双馈感应风力发电机虚拟惯量和桨距角联合控制的风光柴微电网动态频率控制

微电网孤岛模式下的频率稳定性是微电网安全稳定运行的重要保证。为提高微电网频率动态特性,通过在双馈感应风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)中加入虚拟惯量控制环节,增加微电网惯性,释放转子中储存的部分动能为微电网频率提供动态支持;为解决虚拟惯性控制环节加入后转子转速恢复过程中DFIG的有功功率跌落问题,采用桨距角控制,在频率跌落时释放DFIG备用功率,从而弥补转速恢复过程的功率跌落,并减小电网的稳态频率偏差。结合DFIG虚拟惯量特性和桨距角控制,配合柴油机的一次调频功能,有效抑制了负荷变化引起的微电网频率波动。最后在DIg SILENT Power Factory仿真软件中建立含柴油发电机、光伏电池、DFIG的微电网控制模型,验证了所提策略的有效性。

风电参与电力系统调频控制策略综述

随着可再生能源的大规模开发,以风能为代表的可再生能源大量并入电网,且渗透率不断提高。一方面,由于惯性时间常数较小的风电机组替代了传统发电机组,系统的总体惯量减少;另一方面,由于风能本身所具有的间歇性、随机性,系统的频率特性发生改变,调频能力随之减弱。风电参与调频是解决风电上网约束的有效手段之一。为此,对风电参与调频领域的研究进行综述,首先以双馈风电机组和永磁直驱风电机组这2类最常用的变速风电机组调频控制策略为例,综述风电机组转子超速控制、桨距角控制、虚拟惯量综合控制、虚拟同步发电机控制,储能与风电调频以及多控制策略联合的原理、优缺点和发展趋势等;然后针对风电场参与系统调频的若干问题进行分析;最后对本领域未来可研究的问题进行展望。

风电与火电机组的一次调频技术分析及比较

介绍了风电与火电机组常规的功率控制方法,分析及比较了其系统结构及控制层面的异同点;在此基础上,结合目前最新的风电与火电机组一次调频技术要求,分别从快速性和持续性2个方面系统性地总结和评价了现有的各种一次调频技术,从本质上揭示了风电实现一次调频的关键在于机-电协调控制;分别从单机机组、风电场级和电力系统3个层面对风电一次调频技术未来的发展方向进行了展望。

采用虚拟调节算法的风电场有功功率控制策略

为了减小大规模风电并网对电力系统带来的不利影响,有必要对并网运行风电场的有功功率控制策略进行研究。文中设计了一种风电场有功功率控制策略,包含风电预测、发电计划制定、虚拟调节算法和风电机组控制4个部分。考虑到常规变桨控制方法中变桨机构的频繁动作将导致机械疲劳,提出了一种虚拟调节算法,在利用预测风速计算最佳变桨角度的基础上,采用分段桨距控制方法,提高变桨机构的效率。仿真研究证明了虚拟调节算法在实现风电场有功功率控制方面的可行性和有效性,具有一定的实用价值。

基于双馈感应风机的虚拟惯量控制研究

介绍了双馈感应风力发电机组发电系统的原理,针对虚拟惯量控制通常给系统带来的频率恢复时间变长以及频率二次跌落现象,文章提出一种通过双馈感应风电机组为系统提供频率支撑的新策略,并在Matlab/Simulink仿真软件上搭建了双馈感应风电机组发电系统模型,仿真结果证明文章所提出策略能够在有效提高电力系统频率的动态响应性能的同时,避免频率的二次下跌。

应用于双馈感应风电机组中的虚拟惯量控制研究

介绍了双馈感应风电机组发电系统原理、气动模型和机械模型的建立,分析了最大功率追踪控制、桨距角控制以及虚拟惯量控制,在Matlab/Simulink仿真软件中搭建双馈感应风电机组发电系统模型,通过电力电子变流器控制对电力系统频率响应的影响进行仿真验证。仿真结果表明:虚拟惯量控制的实施给双馈感应风电机组提供一个虚拟惯量,这一虚拟惯量由存储在转子中的旋转动能提供,并对系统频率起到了支撑作用。

变速风力发电机组减载与虚拟惯性复合调频控制策略

为了改善风电大规模并网引起的电网频率稳定问题,提出了一种基于变速风电机组的复合调频控制策略。加入虚拟惯性控制,增加风电机组的惯性,释放转子中储存的动能为系统频率提供支持;由于加入虚拟惯性控制后的风电机组参与调频后转子转速恢复速度较慢,采用桨距角减载控制,在频率下降时释放有功备用容量,加快转子转速恢复过程并减小电网稳态频率偏差。结合虚拟惯性控制和桨距角控制,有效抑制了负荷变化引起的系统频率波动,提高变速风电机组响应系统频率变化的能力。最后在MATLAB/Simulink平台上搭建模型,验证所提控制策略的有效性。