双馈感应风电机组参与系统一次调频的控制策略研究.docx

双馈感应风电机组参与系统一次调频的控制策略研究
双馈感应风电机组参与系统一次调频的控制策略研究
摘要：
随着能源需求的增长和对环境保护的要求，风能作为一种清洁可再生的能源受到了广泛关注。由于风速不稳定和间歇性的特性，将大量的风电机组接入电力系统会对系统的稳定性和可靠性造成影响。因此，在风电发电系统中引入双馈感应风电机组作为可调功率源参与电力系统的调频控制是必要的。本论文针对双馈感应风电机组的调频控制策略进行了研究，旨在提高风电机组参与系统一次调频的性能和效果。
关键词：双馈感应风电机组、调频控制、电力系统、可再生能源、稳定性
一、引言
风能是一种无污染、丰富的可再生能源，因此风电发电已经得到了广泛的发展和应用。然而，由于风速的不稳定性和不可预测性，大规模接入的风电系统会对电力系统的稳定性和可靠性造成一定的挑战。传统的发电机调节器往往难以应对这种非线性特性，因此引入可调功率源参与电力系统的调频控制成为了必要的解决方案。
二、双馈感应风电机组的基本原理和特性
双馈感应风电机组是目前应用最为广泛的风电机组之一。与传统的固定转子磁场风电机组相比，双馈感应风电机组具有较好的低风速性能和较高的能量转换效率。其基本原理是将双馈感应发电机的转子部分通过转子电压和电流互作用来实现功率的调节和控制。双馈感应风电机组采用了变频器和电容器进行控制，使得发电机组能够灵活调整输出功率，从而实现参与系统一次调频的目标。
三、双馈感应风电机组参与系统一次调频的控制策略
1.转子侧电流控制策略
双馈感应风电机组的转子侧电流控制策略是实现风电机组参与系统一次调频的关键。该策略通过调节转子侧电流的大小和相位，实现对发电机组输出功率的控制。传统的PID控制方法可以应用于该策略中，通过不断调整控制参数，使得发电机组能够快速、准确地响应电力系统的调频需求。
2.基于能量存储装置的控制策略
双馈感应风电机组可以通过引入能量存储装置来增加系统的灵活性和响应速度。例如，通过储能电容器来实现对发电机组输出功率的调节和控制，进一步提高风电机组参与系统一次调频的性能和效果。该策略需要设计合理的能量存储装置的容量和控制方法，以保证系统的稳定性和可靠性。
四、数值仿真与实验验证
本论文通过数值仿真和实际实验验证了双馈感应风电机组参与系统一次调频的控制策略的性能和效果。数值仿真采用MATLAB/Simulink软件，建立了包括风电机组、发电系统和负载系统在内的模型，并在不同的工况下进行了调频控制性能评估。实际实验通过搭建实验台，采集了风电机组和电力系统的数据，并与数值仿真结果进行对比分析，验证了所提出的控制策略的可行性和有效性。
五、结论和展望
本论文研究了双馈感应风电机组参与系统一次调频的控制策略，通过转子侧电流控制和能量存储装置引入等方法，实现了风电机组对系统调频的灵活调节。数值仿真和实际实验结果表明，所提出的控制策略能够有效提高风电机组参与系统一次调频的性能和效果。未来的研究可以进一步优化控制算法和参数设计，实现风电机组对系统调频的更精确和稳定的控制。
参考文献：
1.陈华，李明.风电双馈感应机组无功电压调节控制研究[J].华北电力大学学报，2018(01):47-53.
2.卢军伟，徐忠云.双馈感应风力发电机组的电力调节研究[J].华中科技学报，2017(07):51-58.
3.张明阳，魏卫东.混合超级电容器对风电机组参与系统调频的控制研究[J].电网技术，2016(05):77-82.