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基于限转矩控制的风储联合调频控制策略
摘要：
风储联合调频控制是一种实现风电与储能系统有效协同的关键技术，其控制策略的合理性直接影响到风储联合调频系统的运行性能。本文通过对风储联合调频控制策略及其常用的限转矩控制方法进行综述和分析，着重介绍了基于限转矩控制的风储联合调频控制策略原理和实现方法，并结合实例分析了其优缺点及适用情况。研究结果表明，该控制策略在实际应用中能够有效增强风储协同调频控制的灵活性、可靠性和稳定性，提高系统的能源利用效率和经济性。
关键词：风储联合调频控制；限转矩控制；能量存储系统；功率平衡；系统稳定性
1.引言
随着可再生能源的快速发展，风能和储能系统的应用越来越广泛，风储联合调频控制成为实现风储系统有效协调的关键技术。风储联合调频控制的核心目标是实现风机与能量存储系统之间的协调，保持系统的电力平衡和稳定运行。常见的调频控制策略包括风储联合调频和风电电池储能系统（Wind-PV-BESS）的协同控制等。
近年来，限转矩控制作为一种能够有效优化风储联合调频控制策略的方法备受研究者们的关注。本文旨在探讨该方法的原理、实现方法、优缺点及其应用情况，为更好地推广和应用该控制策略提供理论和实践支持。
2.风储联合调频控制策略原理及分类
风储联合调频控制策略的核心思想是通过控制风机功率输出，实现风能和能量存储系统的有效协调。在此基础上，目前常见的风储联合调频控制策略主要可分为以下三种：
（1）传统PID调节控制策略：该控制策略主要是通过提高风机控制系统的响应速度和调节精度，实现对风能和能量存储系统功率的有效控制和调节，从而进一步优化调频系统的功率稳定性和经济性。
（2）模糊控制策略：该控制策略主要是通过建立风机和能量存储系统功率之间的模糊关系模型，采用具有模糊逻辑判断能力的控制器进行调节和控制，实现对整个调频系统的优化控制和调节。
（3）基于限制转矩控制策略：该策略主要是通过设置限制转矩阈值和转速调节比例系数，实现对风机转速和功率输出的有效调节和控制，从而保证风储系统的安全稳定运行和优化调频控制。
3.基于限制转矩控制的风储联合调频控制策略
限制转矩控制是一种通过设置限制转矩阈值和转速调节比例系数，对风机输出的转速和功率进行有效控制和调节的方法。该控制策略的主要优势在于其兼顾了系统的稳定性和经济性两个方面，能够在保证系统电力平衡的前提下，最大化利用储能系统存储的能量，优化系统的调频控制效率。
限转矩控制的实现方法主要包括以下三个方面：
（1）建立风能和储能系统的状态方程模型，分析系统的运行特性和能量流动方向，确定系统的功率平衡模型和控制要求；
（2）设置限制转矩阈值和转速调节比例系数，对风机输出的转速和功率进行有效控制和调节，实现系统电力平衡和经济运行；
（3）设计基于限转矩控制的多级权重调节器，对风能和储能系统的控制参数进行灵活调节，实现系统的稳定运行和优化控制。
4.基于限制转矩控制的风储联合调频控制优缺点分析
（1）优点：
①兼顾系统的稳定性和经济性，保证风储协同控制的灵活性和可靠性；
②实现风机转速和功率输出的有效调节和控制，提高系统的能源利用效率和经济性；
③采用多级权重调节器进行灵活调节，能够适应不同储能系统的应用需求，提高系统的适应性和扩展性。
（2）缺点：
①对控制参数和限制转矩阈值的设置要求高精度，容易受到系统负载的影响，影响控制效果和稳定性；
②实现复杂度相对较高，需要较高的技术水平和成本投入。
5.结论
风储联合调频控制策略是实现风储系统有效协调的重要手段之一，其中基于限制转矩控制的方法能够有效提高风储协同调频控制的灵活性、可靠性和稳定性，提高系统的能源利用效率和经济性。虽然该方法存在一些缺点，但其优势还是显著的，应用前景广阔。在未来的研究中，还需进一步加强对该方法的理论研究和实践应用，进一步探讨其优化调节方法和实现技术。