具有慣性和一次調(diào)頻功能的雙饋風機特性研究.pdf

1、實現(xiàn)風電的大規(guī)模發(fā)展是我國智能電網(wǎng)建設的核心目標之一。我國基于風資源分布特點所采用的遠距離大規(guī)模高集中度的風電開發(fā)模式、高壓/特高壓直流輸電外送網(wǎng)絡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)風電滲透率持續(xù)升高，對電力系統(tǒng)運行安全提出了嚴峻挑戰(zhàn)。與此同時，海上風電規(guī)模的擴張及并網(wǎng)風電發(fā)電比例的持續(xù)增加，含高風電滲透水平電力系統(tǒng)的低慣量和頻率動態(tài)惡化等問題將成為風電開發(fā)中面臨的重要科學技術挑戰(zhàn)。本文以實現(xiàn)雙饋風機動態(tài)功率支撐能力（包

2、括慣性響應和一次調(diào)頻能力）及獨立發(fā)電為主題，探討了具有慣性和一次調(diào)頻功能的雙饋風機的特性及其與自身部件、電氣控制參數(shù)的交互作用規(guī)律以及背后的機理，對于保障我國大規(guī)模風電的發(fā)展和電網(wǎng)運行安全具有極其重要的理論和實踐意義。
　　本文首先概述了雙饋風機的運行原理以及慣性和一次調(diào)頻控制的實現(xiàn)原理和方案。本文中，基于鎖相同步的雙饋風機轉子側和網(wǎng)側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)電勢的角度解釋了雙饋風機慣性控制的

3、原理，即可分別通過改變動態(tài)功率角（輸出有功功率/無功功率角）、鎖相環(huán)輸出相位的動態(tài)或者改變同步控制方式來使雙饋風機具有類似于同步機的動態(tài)功率支撐能力；類比于同步機，雙饋風機的一次調(diào)頻控制通過調(diào)節(jié)槳距角來動態(tài)控制風力機捕獲的風功率（即輸入的機械功率）。基于上述原理，本文歸納了雙饋風機的慣性和一次調(diào)頻控制策略，并提出了相關控制的設計原則。其次，通過建立附加慣性控制的雙饋風機內(nèi)電勢相位運動方程來解釋雙饋風機的機電動態(tài)特性，定義了表征雙饋風機相