雙饋風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣量控制策略研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為可再生能源中重要的一種，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的加大而發(fā)展迅速，然而目前風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)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(fēng)電機(jī)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(jī)組轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率相耦合的特點(diǎn)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(fēng)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(yīng)用廣泛的雙饋風(fēng)電機(jī)組為例，從雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模

2、型推導(dǎo)開始，建立了應(yīng)用于雙饋機(jī)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(yīng)用于雙饋機(jī)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(dǎo)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(huì)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(huì)降低虛擬慣量控制策略的響應(yīng)速度。利用仿真驗(yàn)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(duì)常規(guī)虛擬慣量控制策略中出現(xiàn)的缺點(diǎn)，本文提出了微分補(bǔ)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(shí)為了抑制微分補(bǔ)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(shí)現(xiàn)了快速行和穩(wěn)定性的同步提升。
　　本文利用雙饋電機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)虛擬慣量控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)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(duì)于未來進(jìn)一步保