具有慣性和一次調頻功能的雙饋風機特性研究.pdf

1、實現風電的大規(guī)模發(fā)展是我國智能電網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)。本文以實現雙饋風機動態(tài)功率支撐能力（包

2、括慣性響應和一次調頻能力）及獨立發(fā)電為主題，探討了具有慣性和一次調頻功能的雙饋風機的特性及其與自身部件、電氣控制參數的交互作用規(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頻控制的實現原理和方案。本文中，基于鎖相同步的雙饋風機轉子側和網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，雙饋風機的一次調頻控制通過調節(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）?；谏鲜鲈?，本文歸納了雙饋風機的慣性和一次調頻控制策略，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