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基于双馈多风电场损耗和无功裕度的优化下垂控制策略
基于双馈多风电场损耗和无功裕度的优化下垂控制策略
摘要：
随着风力发电技术的不断发展，多风电场系统已成为可再生能源发电领域的重要组成部分。然而，多风电场的功率传输和稳定性仍然是一个挑战。为了提高多风电场的运行性能和可靠性，本文提出了基于双馈多风电场损耗和无功裕度的优化下垂控制策略。该策略通过优化下垂控制参数，同时考虑损耗和无功裕度，以实现多风电场系统的最佳性能。
关键词：双馈风力发电机；多风电场系统；下垂控制；损耗；无功裕度
1.引言
风力发电作为一种可再生能源，具有广阔的发展前景。多风电场系统由多台风力发电机组成，能够提供更大的发电容量和更高的可靠性。然而，多风电场系统的复杂性和高功率传输要求使得其稳定性和运行性能面临挑战。
在多风电场系统中，下垂控制是一种常用的控制策略，它通过控制发电机的转速和功率来确保系统的稳定性和性能。传统的下垂控制方法主要基于发电机的输出功率，忽略了损耗和无功裕度对系统性能的影响。
2.双馈风力发电机原理
双馈风力发电机是目前多风电场系统中最常用的一种发电机类型。其由一个固定转子和一个可旋转转子组成，可实现发电机转差功率的双向传输。在传统的下垂控制策略中，下垂控制参数主要包括转速下垂系数和功率下垂系数。
3.损耗和无功裕度优化
为了提高多风电场系统的性能，在设计下垂控制策略时，需要考虑损耗和无功裕度。损耗是指系统中能量的损失，主要包括电缆损耗、变流器损耗和发电机损耗等。无功裕度是指系统中无功功率的余量，可以用来调节系统的稳定性。
基于双馈多风电场损耗和无功裕度的优化下垂控制策略主要包括以下步骤：首先，建立多风电场系统的数学模型，包括风速、发电机输出功率和转速等变量。然后，确定下垂控制参数的优化目标，即最小化损耗和最大化无功裕度。通过数学优化方法，得到最佳的下垂控制参数。最后，通过仿真实验验证所提出的优化下垂控制策略的有效性和性能。
4.结果与讨论
通过仿真实验，对比传统的下垂控制策略和优化下垂控制策略，分析其在多风电场系统中的性能差异。结果显示，优化下垂控制策略在损耗和无功裕度方面具有明显的优势，能够提高多风电场系统的运行效率和稳定性。
此外，本文还考虑了多种不同工况条件下的优化下垂控制策略，并分析了其对多风电场系统性能的影响。结果显示，在不同的风速和负载条件下，优化下垂控制策略能够灵活调节系统的运行状态，保持系统的稳定性和可靠性。
5.结论
本文提出了基于双馈多风电场损耗和无功裕度的优化下垂控制策略，并通过仿真实验验证了其有效性和性能。结果表明，优化下垂控制策略能够提高多风电场系统的运行效率和稳定性，并在不同工况条件下具有良好的适用性。然而，本文的研究还有一些限制，需要进一步研究和改进。
参考文献：
[1]Han,Y.,Yu,Y.,Wang,X.etal.OptimizationofP-QcontrolstrategyforDFIGwindturbinesbasedonaNewtonalgorithmforturbinepoweroptimization.J.Mod.PowerSyst.CleanEnergy5,689–697(2017).