变速风电机组的惯性与一次调频特性分析及综合控制 被引量：185

1

作者 付媛 王毅 +1 位作者 张祥宇 罗应立 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第27期4706-4716,共11页

大规模风电场集中接入电网将导致系统惯性降低,调频能力不足,为解决此问题,提出了变速风电机组的频率综合控制方案。根据变速风电机组调频所需的备用容量,提出风电机组的减载控制方案,并解决惯性与一次调频控制的结合问题。通过分析风... 大规模风电场集中接入电网将导致系统惯性降低,调频能力不足,为解决此问题,提出了变速风电机组的频率综合控制方案。根据变速风电机组调频所需的备用容量,提出风电机组的减载控制方案,并解决惯性与一次调频控制的结合问题。通过分析风电机组的一次调频特性,利用变桨技术,进一步提出可整定风电机组静调差系数的频率控制策略,并与虚拟惯性控制有机结合,实现风电机组对系统频率的综合控制。通过仿真分析验证了在所提控制方案下,变速风电机组利用其可控的调频能力,不仅能够有效支持系统惯性,减小系统扰动初期频率的变化率,并可按照整定的静态频率特性,提高系统的静态频率稳定性。 展开更多

关键词 风力发电 变速风电机组 最大功率跟踪 虚拟惯量 桨距角 一次调频

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变速风电机组调频特性分析及风电场时序协同控制策略 被引量：58

2

作者 何成明 王洪涛 +1 位作者 孙华东 陈得治 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期1-6,59,共7页

受变速风电机组与同步发电系统弱耦合的影响,系统等效转动惯量和调频能力随风电渗透率的增加而减少。为此,文中研究了变速风电机组附加频率控制方式,分析了变速风电机组参与系统调频过程中输入机械功率与输出电磁功率的动态变化过程,对... 受变速风电机组与同步发电系统弱耦合的影响,系统等效转动惯量和调频能力随风电渗透率的增加而减少。为此,文中研究了变速风电机组附加频率控制方式,分析了变速风电机组参与系统调频过程中输入机械功率与输出电磁功率的动态变化过程,对风电机组调频能力随风速的变化规律进行了量化分析,给出了风电机组参与系统调频过程中的有功增量与调频可持续时间的对应关系,在此基础上提出了风电场时序协同调频控制策略。依据该策略,风电场各风电机组按照风速—有功增量—可持续时间相依的调频介入与退出机制参与系统调频过程。仿真算例证明,通过协同风电机组间的调频深度,并对调频退出时机施行有序分散化的策略,既充分挖掘了风电机组参与系统调频的潜力,又有效降低了风电机组参与调频所带来的负面效应。 展开更多

关键词 变速风电机组 调频能力 频率控制 协调控制 风电场

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改善系统暂态稳定性的变速风电机组线性自抗扰控制器 被引量：8

3

作者 沈鹏 管霖 +2 位作者 黄振琳 陈鹏 王严龙 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2808-2815,共8页

基于线性自抗扰控制理论设计了一种改善系统暂态稳定性的变速风电机组稳定控制器。针对每一座风电场,根据其对同步机组的可控能力划分出各风电场的可控机群,并将可控机群聚合转化风电场等效可控系统。基于该等效可控系统,利用线性自抗... 基于线性自抗扰控制理论设计了一种改善系统暂态稳定性的变速风电机组稳定控制器。针对每一座风电场,根据其对同步机组的可控能力划分出各风电场的可控机群,并将可控机群聚合转化风电场等效可控系统。基于该等效可控系统,利用线性自抗扰控制理论设计了风电场稳定控制器。得益于线性自抗扰控制中的扰动实部估计和补偿功能,控制器无需同步机组和风电场详细模型信息,同时还对系统运行方式变化具有良好的适应性。控制器具有分散协调的特性,无需风电控制中心协调。在改进的IEEE 39节点系统中的仿真算例验证表明了设计的控制器能够有效增强系统同步稳定性,同时对系统运行方式变化具有良好的适应性。 展开更多

关键词 暂态稳定性 变速风电机组 线形自抗扰控制 加速度灵敏度 风电场等效可控系统

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大规模变速风电机组的并网研究 被引量：4

4

作者 林焱 王剑 +2 位作者 江伟 张健 许志红 《电气技术》 2014年第12期1-1,2-4,25,共5页

本文结合福建福清地区的风电"十二五"规划数据,通过建立基于实际运行特性的风电场和区域电网模型,在PSCAD/EMTDC软件平台上对大量主流的变速风电机组——直驱永磁风电机组接入对电网电压的影响进行了研究,为该地区风电并网系... 本文结合福建福清地区的风电"十二五"规划数据,通过建立基于实际运行特性的风电场和区域电网模型,在PSCAD/EMTDC软件平台上对大量主流的变速风电机组——直驱永磁风电机组接入对电网电压的影响进行了研究,为该地区风电并网系统的规划和设计提供了仿真分析基础。 展开更多

关键词 变速风电机组 直驱永磁风电机组 并网 PSCAD/EMTDC

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基于改进转子转速和桨距角协调控制的变速风电机组一次调频策略 被引量：8

5

作者 彭海涛 何山 +3 位作者 袁至 陈洁 董新胜 徐立军 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期87-94,共8页

风电机组参与一次调频缓解了传统同步机组的调频压力,但其调频性能受功率跟踪方法的影响,不利于系统频率稳定.为此提出了基于改进转子转速和桨距角协调控制的一次调频策略,在全风速范围内预留调频所需功率裕度,在系统频率波动时能够提... 风电机组参与一次调频缓解了传统同步机组的调频压力,但其调频性能受功率跟踪方法的影响,不利于系统频率稳定.为此提出了基于改进转子转速和桨距角协调控制的一次调频策略,在全风速范围内预留调频所需功率裕度,在系统频率波动时能够提供快速且持久的有功支撑,实现对风电机组静调差系数的整定.对比分析不同减载控制策略下机组疲劳载荷和损伤等效载荷,结果表明所提策略可有效降低机组的疲劳载荷,延长使用寿命.最后,通过仿真验证了所提一次调频策略的有效性,频率改善效果优于传统一次调频控制,提高了风电场参与系统频率调节服务的一致性和可预测性. 展开更多

关键词 变速风电机组 功率跟踪 一次调频 减载控制 疲劳载荷

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高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整策略 被引量：29

6

作者 王瑞峰 高磊 +3 位作者 谌杰 王庆荣 邓英 李河 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期101-108,共8页

考虑负荷波动、风电有功输出的随机性,针对电力系统对大规模风电并网时电能质量、经济性、负荷支撑和快速响应等多方面的需求,提出了一种高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整的多时间尺度协调优化策略。根据变速风电机组运行特... 考虑负荷波动、风电有功输出的随机性,针对电力系统对大规模风电并网时电能质量、经济性、负荷支撑和快速响应等多方面的需求,提出了一种高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整的多时间尺度协调优化策略。根据变速风电机组运行特性,制定不同风速工况下风电机组的减载控制,并在不同时间尺度对机组间的调频出力进行协调,使惯性与一次调频相结合,实现频率调整优化。结果表明该策略下变速风电机组不仅能够有效地为系统提供惯性支撑,并且具备灵活、可控的静态频率响应特性。 展开更多

关键词 变速风电机组 高风电渗透率 多时间尺度协调优化 惯性响应 一次调频

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开环模式谐振引发含变速风电机组电力系统振荡的机理分析 被引量：16

7

作者 王旭斌 杜文娟 王海风 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期6481-6491,共11页

针对变速风电机组控制环节间交互作用对系统稳定性影响,该文构建了由两个开环子系统组成的闭环互联系统模型。基于所构建模型,从开环模式谐振角度揭示含变速风电机组电力系统的振荡机理。当两个开环子系统对应的开环模式在复平面分布位... 针对变速风电机组控制环节间交互作用对系统稳定性影响,该文构建了由两个开环子系统组成的闭环互联系统模型。基于所构建模型,从开环模式谐振角度揭示含变速风电机组电力系统的振荡机理。当两个开环子系统对应的开环模式在复平面分布位置接近时将引发开环模式谐振,此时控制环节间将呈现强动态交互作用,使子系统开环模式对应的闭环特征根朝相反方向移动,其中一谐振特征根朝复平面虚轴方向移动,导致系统阻尼水平的降低。提出一种估计开环模式谐振条件下闭环特征根在复平面分布位置的方法,进而评估系统阻尼水平。此外,分析了变速风电机组与电网的连接强度、系统运行点对开环模式谐振的影响。最后,通过直驱和双馈风电系统仿真算例对所提分析方法和结论进行了验证。 展开更多

关键词 变速风电机组 开环模式谐振 动态交互 直驱型风电机组 双馈型风电机组

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基于PSCAD/EMTDC的双馈式变速恒频风电机组动态模型仿真 被引量：39

8

作者 冯双磊 赵海翔 +2 位作者 任普春 王伟胜 戴慧珠 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第17期30-35,共6页

以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC为平台,应用电机矢量控制原理与比例-积分调节器串联校正等方法建立基于双馈感应发电机的变速风电机组控制系统模型,并将该模型与PSCAD/EMTDC模型库中的已有模型相结合,形成基于双馈感应发电机的变速风电... 以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC为平台,应用电机矢量控制原理与比例-积分调节器串联校正等方法建立基于双馈感应发电机的变速风电机组控制系统模型,并将该模型与PSCAD/EMTDC模型库中的已有模型相结合,形成基于双馈感应发电机的变速风电机组动态模型。依据变速风电机组的运行特性对该模型进行校验并验证其有效性,该模型为研究基于双馈感应发电机的变速风电机组的工作特性提供了新的手段。 展开更多

关键词 变速风电机组 双馈电机 控制系统 动态模型

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基于PSCAD/EMTDC变速恒频风电机组控制系统仿真 被引量：14

9

作者 张开明 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期70-76,共7页

控制系统使变速风电机组具有了诸多优越性能,同时也在很大程度上决定了变速风电机组的运行特性,准确模拟控制系统的工作特性是建立变速风电机组动态模型的关键。为此,以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC为平台,应用电机矢量控制原理与PI调... 控制系统使变速风电机组具有了诸多优越性能,同时也在很大程度上决定了变速风电机组的运行特性,准确模拟控制系统的工作特性是建立变速风电机组动态模型的关键。为此,以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC为平台,应用电机矢量控制原理与PI调节器串联校正等方法建立了基于双馈电机的变速风电机组控制系统,并依据变速风电机组控制目标的要求校验了控制系统性能,验证了控制系统的有效性。 展开更多

关键词 变速风电机组 双馈电机 控制系统 动态模型

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大型变速双馈风电机组动态稳定性仿真分析 被引量：1

10

作者 闫广新 张海丰 +1 位作者 晁勤 刘新刚 《电力设备》 2007年第10期45-47,共3页

介绍了变速双馈风力发电机组的基本结构,建立了双馈风电机组在dq坐标系下的动态数学模型。应用MAT-LAB/Simulink搭建了系统仿真模块,对大型双馈风力发电机组的动态稳定性做了仿真研究。仿真结果表明了所建模型的正确性,以及在风电系统... 介绍了变速双馈风力发电机组的基本结构,建立了双馈风电机组在dq坐标系下的动态数学模型。应用MAT-LAB/Simulink搭建了系统仿真模块,对大型双馈风力发电机组的动态稳定性做了仿真研究。仿真结果表明了所建模型的正确性,以及在风电系统中利用变速技术后可以大大提高风能的利用率,改善了电力系统稳定性,并说明了变速双馈风力发电机组具有具有良好的动态特性和低电压穿越功能,为今后大型风电场的建立提供了可靠的理论依据。 展开更多

关键词 风力发电 变速双馈风电机组 动态稳定 低电压穿越功能

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基于动态励磁电流的双馈风机组控制策略 被引量：5

11

作者 曹娜 黄坤 +2 位作者 于群 李琰 王真 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期29-34,共6页

针对定子励磁电流动态过程对双馈变速风电机组(DFIG)暂态特性的影响,在传统控制策略基础上,分析了故障时定子励磁电流的变化过程及其对双馈风电机组暂态特性的影响,建立了计及定子励磁电流动态过程的DFIG控制模型。在PSCAD/EMTDC仿真平... 针对定子励磁电流动态过程对双馈变速风电机组(DFIG)暂态特性的影响,在传统控制策略基础上,分析了故障时定子励磁电流的变化过程及其对双馈风电机组暂态特性的影响,建立了计及定子励磁电流动态过程的DFIG控制模型。在PSCAD/EMTDC仿真平台上,对传统控制策略和改进后的控制策略进行了仿真比较。结果表明,在电网故障下,改进后的控制策略比传统控制策略能更有效地抑制转子侧输出电流的波动,提高了机组的暂态稳定性和不间断运行能力,验证了其正确性和有效性。 展开更多

关键词 双馈变速风电机组 定子励磁电流 PSCAD 控制策略 电网故障

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基于有功备用的风电机组一次调频能力及调频效果分析 被引量：29

12

作者 李生虎 朱国伟 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2015年第10期28-33,50,共7页

变速风电机组采用超速和变桨调节实现有功备用,通过下垂控制增发有功出力,可参与电网一次调频。基于风机出力对频率变化的增量,定义有无风电调频下的稳态频率偏移之差,以量化风电机组对减小频率偏移的贡献。发现风电调频能力与风电容量... 变速风电机组采用超速和变桨调节实现有功备用,通过下垂控制增发有功出力,可参与电网一次调频。基于风机出力对频率变化的增量,定义有无风电调频下的稳态频率偏移之差,以量化风电机组对减小频率偏移的贡献。发现风电调频能力与风电容量比例、风能大小、减载水平有关,调频效果与同步机组频率响应特性和电网负荷增量有关,确定了充分利用风电备用容量的负荷临界增量。稳态和动态仿真结果验证了不同风速下有功备用风电机组对电网频率的调节作用,发现高风速下风机动态过渡过程要比中低风速时快速。 展开更多

关键词 一次调频 频率偏移 有功备用 变速风电机组 风电系统

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风电机组一次调频特性研究 被引量：3

13

作者 郭炜 孔维君 柳伟 《江苏电机工程》 2013年第4期31-34,共4页

针对目前流行的风力发电机组(定速风电机组和变速风电机组)的一次调频特性进行比较分析,并与常规火力同步发电机组进行比较,从而更全面地分析风电机组的一次频率控制特性。基于以上分析,设计出变速风电机组(主要针对双馈风电机组)一次... 针对目前流行的风力发电机组(定速风电机组和变速风电机组)的一次调频特性进行比较分析,并与常规火力同步发电机组进行比较,从而更全面地分析风电机组的一次频率控制特性。基于以上分析,设计出变速风电机组(主要针对双馈风电机组)一次调频辅助频率控制器,从而提高了变速风电机组的频率控制能力。基于PSCAD/EMTDC平台搭建仿真系统模型,对常规火电机组、定速风电机组、以及变速风电机组的调频特性进行了仿真验证和比较,证明了所设计的变速风电机组一次调频辅助频率控制器的有效性。 展开更多

关键词 定速风电机组 变速风电机组 同步发电机组 一次调频 辅助频率控制器

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PSS/E中风电机组的低电压穿越模拟方法 被引量：9

14

作者 李娜 徐政 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期23-29,共7页

为了更加精确地研究接入电网的大型风电场与主网之间的相互影响,在PSS/E风电机组模型中低电压穿越的模拟已经成为不可或缺的环节。由于PSS/E中风电机组模型不包含低电压穿越模块,需要通过用户自定义的方法实现:用户输入风电机组机端电... 为了更加精确地研究接入电网的大型风电场与主网之间的相互影响,在PSS/E风电机组模型中低电压穿越的模拟已经成为不可或缺的环节。由于PSS/E中风电机组模型不包含低电压穿越模块,需要通过用户自定义的方法实现:用户输入风电机组机端电压启动值作为低电压穿越模块的启动标识,并输入其他几个低电压穿越曲线的形状定义参数,然后通过记录仿真时间决定风电机组是否在超出低电压穿越曲线时被切除。进而具体介绍了PSS/E中双馈变速感应风电机组和笼型定速感应风电机组的模型,并以此为基础进行实际算例仿真,通过在典型临界电压点施加不同持续时间的故障,验证了PSS/E中风电机组低电压穿越模拟方法的有效性,具有一定的工程意义。 展开更多

关键词 PSS E 低电压穿越 自定义模型 笼型定速感应风电机组 双馈变速感应风电机组

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基于VSC-HVDC的海上风电系统虚拟惯性控制技术 被引量：16

15

作者 付媛 王毅 +1 位作者 张祥宇 罗应立 《电测与仪表》 北大核心 2014年第1期43-48,共6页

海上风电系统的惯性响应有利于增强其所在区域电网的暂态稳定性。文中首先提出适用于海上风电场并网的VSC-HVDC控制策略,并解决由风电机组组网的海上交流系统缺乏惯性的问题。其次,基于所提的VSC-HVDC控制策略,结合变速恒频风电机组的... 海上风电系统的惯性响应有利于增强其所在区域电网的暂态稳定性。文中首先提出适用于海上风电场并网的VSC-HVDC控制策略,并解决由风电机组组网的海上交流系统缺乏惯性的问题。其次,基于所提的VSC-HVDC控制策略,结合变速恒频风电机组的虚拟惯性控制,研究海上风电系统的虚拟转动惯量与电网频率变化的关系,实现海上风电系统对电网频率的动态支持。最后,通过对含海上风电系统的区域电网的仿真分析,验证所提控制策略能够实现海上风电系统对电网频率的快速响应。 展开更多

关键词 VSC—HVDC 风力发电 虚拟惯量 变速风电机组

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基于STATCOM的超级电容储能系统的风电并网 被引量：4

16

作者 李洪珠 张馨瑜 孙佳月 《电源学报》 CSCD 2015年第5期93-98,104,共7页

为了提高电网的电能质量,探讨了一种与永磁同步发电机(PMSG)相连接的电网控制和运行策略。该电机以直驱变速风电机组和静止同步补偿器(STATCOM)为基础,STATCOM的应用是通过风力涡轮机的不脱网运转能力来提高了系统性能,发电机侧变换器... 为了提高电网的电能质量,探讨了一种与永磁同步发电机(PMSG)相连接的电网控制和运行策略。该电机以直驱变速风电机组和静止同步补偿器(STATCOM)为基础,STATCOM的应用是通过风力涡轮机的不脱网运转能力来提高了系统性能,发电机侧变换器的控制策略是应用STATCOM控制器实现传输效率最大化。通过Matlab对其进行了仿真验证。仿真结果表明,带有STATCOM的超级电容器能量存储系统能够提高风能系统电网故障或扰动时的稳态和动态性能。 展开更多

关键词 直驱变速风电机组 永磁同步发电机(PMSG) 静止同步补偿器(STATCOM) 超级电容储能

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考虑风电减载调频的高比例风电电力系统优化调度方法 被引量：23

17

作者 欧阳金鑫 袁毅峰 +3 位作者 李梦阳 庞茗予 蒋航 钟路 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期2192-2200,共9页

受制于同步发电机组调频容量和调频速度的限制,风速波动使得高比例风电系统的频率稳定问题日趋严峻。变速风电机组(variable speed wind turbine,VSWT)通过提前减载参与电网调频是解决风电随机性影响的有效方法。VSWT的减载率是影响电... 受制于同步发电机组调频容量和调频速度的限制,风速波动使得高比例风电系统的频率稳定问题日趋严峻。变速风电机组(variable speed wind turbine,VSWT)通过提前减载参与电网调频是解决风电随机性影响的有效方法。VSWT的减载率是影响电力系统安全性和经济性的关键,但受电网调频容量、需求以及风速、机组安全约束等的影响,目前尚难以从系统层面确定恰当的风电减载率,使得风电减载运行的效果有限,甚至引发一系列安全问题。为此,提出了基于VSWT动态减载的电力系统调频思想,充分考虑风电功率预测误差、VSWT减载控制约束、同步发电机组调频容量和系统运行经济性的影响,提出了考虑风电减载调频的高比例风电系统优化调度方法。研究了风电功率预测误差对电网频率的影响;推导了VSWT在减载控制约束下的最大可减载率及最大正、负调频容量;提出了基于风电动态减载的电网新型调度模式;基于机会约束规划,建立了考虑风电减载调频的高比例风电系统优化模型;最后,通过算例验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 变速风电机组 风电功率预测误差 风电减载 频率控制 优化调度

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风力发电的LVRT功能应用及并网影响 被引量：3

18

作者 张乐群 《供用电》 2007年第5期25-26,共2页

为了减少风力发电机组并网对电网的冲击和提高风电并网后的电能质量,需要对风电机组并网提出技术要求。分析了风力发电的低压穿越(LVRT)功能在双馈变速异步风电机组中的应用和其控制过程,并指出LVRT功能对提高风电并网的电能质量具有重... 为了减少风力发电机组并网对电网的冲击和提高风电并网后的电能质量,需要对风电机组并网提出技术要求。分析了风力发电的低压穿越(LVRT)功能在双馈变速异步风电机组中的应用和其控制过程,并指出LVRT功能对提高风电并网的电能质量具有重要作用。 展开更多

关键词 风力发电 风电并网 低压穿越功能 双馈变速风电机组

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基于牛顿-拉夫逊法的风速观测器设计 被引量：3

19

作者 刘乾 徐洋超 李赟 《电力工程技术》 2017年第5期71-75,共5页

风速是风力发电机的一个重要参量,准确获取风机运行过程中实时的风速信息对风机的控制十分重要。文中基于牛顿-拉夫逊方法,设计并实现了一种风速观测器。该观测器根据风轮机运行中实时的运行状态数据,迭代估计出叶尖速比的近似值,再由... 风速是风力发电机的一个重要参量,准确获取风机运行过程中实时的风速信息对风机的控制十分重要。文中基于牛顿-拉夫逊方法,设计并实现了一种风速观测器。该观测器根据风轮机运行中实时的运行状态数据,迭代估计出叶尖速比的近似值,再由它与风速的对应关系计算出实时的估计风速,达到风速观测的目的。最后,将该风速观测器分别在Matlab和风力机模拟器中进行仿真和实验验证,结果表明,所设计的风速观测器具有良好的风速估计性能,符合预期目标。 展开更多

关键词 牛顿-拉夫逊算法 风速观测 变速风电机组 叶尖速比 风力机模拟器

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变速风力发电机组减载与虚拟惯性复合调频控制策略 被引量：4

20

作者 张昭志 王正花 《自动化与仪器仪表》 2016年第7期6-8,11,共4页

为了改善风电大规模并网引起的电网频率稳定问题,提出了一种基于变速风电机组的复合调频控制策略。加入虚拟惯性控制,增加风电机组的惯性,释放转子中储存的动能为系统频率提供支持;由于加入虚拟惯性控制后的风电机组参与调频后转子转速... 为了改善风电大规模并网引起的电网频率稳定问题,提出了一种基于变速风电机组的复合调频控制策略。加入虚拟惯性控制,增加风电机组的惯性,释放转子中储存的动能为系统频率提供支持;由于加入虚拟惯性控制后的风电机组参与调频后转子转速恢复速度较慢,采用桨距角减载控制,在频率下降时释放有功备用容量,加快转子转速恢复过程并减小电网稳态频率偏差。结合虚拟惯性控制和桨距角控制,有效抑制了负荷变化引起的系统频率波动,提高变速风电机组响应系统频率变化的能力。最后在MATLAB/Simulink平台上搭建模型,验证所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 变速风电机组 虚拟惯性控制 桨距角减载控制 频率调节

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