具有慣性和一次調(diào)頻功能的雙饋風(fēng)機(jī)特性研究.pdf

1、實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展是我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的核心目標(biāo)之一。我國(guó)基于風(fēng)資源分布特點(diǎn)所采用的遠(yuǎn)距離大規(guī)模高集中度的風(fēng)電開發(fā)模式、高壓/特高壓直流輸電外送網(wǎng)絡(luò)的建立以及部分地區(qū)分布式發(fā)電的發(fā)展，造成了部分地區(qū)風(fēng)電滲透率持續(xù)升高，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，海上風(fēng)電規(guī)模的擴(kuò)張及并網(wǎng)風(fēng)電發(fā)電比例的持續(xù)增加，含高風(fēng)電滲透水平電力系統(tǒng)的低慣量和頻率動(dòng)態(tài)惡化等問題將成為風(fēng)電開發(fā)中面臨的重要科學(xué)技術(shù)挑戰(zhàn)。本文以實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)功率支撐能力（包

2、括慣性響應(yīng)和一次調(diào)頻能力）及獨(dú)立發(fā)電為主題，探討了具有慣性和一次調(diào)頻功能的雙饋風(fēng)機(jī)的特性及其與自身部件、電氣控制參數(shù)的交互作用規(guī)律以及背后的機(jī)理，對(duì)于保障我國(guó)大規(guī)模風(fēng)電的發(fā)展和電網(wǎng)運(yùn)行安全具有極其重要的理論和實(shí)踐意義。
　　本文首先概述了雙饋風(fēng)機(jī)的運(yùn)行原理以及慣性和一次調(diào)頻控制的實(shí)現(xiàn)原理和方案。本文中，基于鎖相同步的雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器均采用基于定子端電壓定向雙閉環(huán)的矢量控制策略。此外，從內(nèi)電勢(shì)的角度解釋了雙饋風(fēng)機(jī)慣性控制的

3、原理，即可分別通過改變動(dòng)態(tài)功率角（輸出有功功率/無功功率角）、鎖相環(huán)輸出相位的動(dòng)態(tài)或者改變同步控制方式來使雙饋風(fēng)機(jī)具有類似于同步機(jī)的動(dòng)態(tài)功率支撐能力；類比于同步機(jī)，雙饋風(fēng)機(jī)的一次調(diào)頻控制通過調(diào)節(jié)槳距角來動(dòng)態(tài)控制風(fēng)力機(jī)捕獲的風(fēng)功率（即輸入的機(jī)械功率）?；谏鲜鲈?，本文歸納了雙饋風(fēng)機(jī)的慣性和一次調(diào)頻控制策略，并提出了相關(guān)控制的設(shè)計(jì)原則。其次，通過建立附加慣性控制的雙饋風(fēng)機(jī)內(nèi)電勢(shì)相位運(yùn)動(dòng)方程來解釋雙饋風(fēng)機(jī)的機(jī)電動(dòng)態(tài)特性，定義了表征雙饋風(fēng)機(jī)相