雙饋風電機組的虛擬慣量控制策略研究.pdf

1、風力發(fā)電作為可再生能源中重要的一種，隨著人們對環(huán)境保護力度的加大而發(fā)展迅速，然而目前風電大規(guī)模并網(wǎng)運行引發(fā)了有別于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的新問題。目前主流風電機組采用的是有功功率和無功功率解耦的控制策略，通過鎖相環(huán)與電網(wǎng)同步的方式并網(wǎng)，這與傳統(tǒng)同步機組轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率相耦合的特點相反，因此降低了電網(wǎng)的有效慣量，造成電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性下降。
　　本文聚焦于風電大規(guī)模并網(wǎng)引起電網(wǎng)有效慣量降低的問題，以目前應用廣泛的雙饋風電機組為例，從雙饋電機的數(shù)學模

2、型推導開始，建立了應用于雙饋機組的電流源控制策略，并簡述了最大功率跟蹤控制。
　　通過將傳統(tǒng)虛擬慣量控制策略應用于雙饋機組的電流環(huán)上，建立包含電網(wǎng)慣量和阻尼特性的控制框圖，并推導出其開環(huán)傳遞函數(shù)。繪制不同虛擬慣量系數(shù)和低通濾波器截止頻率的開環(huán)傳遞函數(shù)的波特圖，分析表明較大的虛擬慣量系數(shù)會降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而較低的低通濾波器截止頻率則可以提升穩(wěn)定性，但是會降低虛擬慣量控制策略的響應速度。利用仿真驗證了上述理論分析，并提出鎖相環(huán)的

3、參數(shù)同樣具有不可忽視的影響。
　　針對常規(guī)虛擬慣量控制策略中出現(xiàn)的缺點，本文提出了微分補償?shù)膬?yōu)化方案，并利用仿真證明了這一方案的有效性。同時為了抑制微分補償環(huán)節(jié)帶來的不利影響，采用阻尼化處理微分環(huán)節(jié)的思路提升了控制系統(tǒng)的等效阻尼，實現(xiàn)了快速行和穩(wěn)定性的同步提升。
　　本文利用雙饋電機模擬實驗平臺對虛擬慣量控制策略進行了實驗驗證，實驗結果表明這一策略能有有效抑制電網(wǎng)頻率變化率，也就直接證明了電網(wǎng)有效慣量的提升，對于未來進一步保