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一种基于虚拟同步控制的并网双馈风电机组孤岛穿越技术
摘要
本文介绍了一种基于虚拟同步控制的并网双馈风电机组孤岛穿越技术。该技术采用了虚拟同步机制来控制机组的电力输出，使其在孤岛情况下可以自发地穿越并网，保证了电力系统的稳定运行。同时，该技术还具有可靠性高、效率高等优点，具有重要的现实应用价值。
关键词：虚拟同步控制；双馈风电机组；孤岛穿越；可靠性；效率
正文
一、引言
近年来，随着人们对清洁能源的日益重视，风电作为一种可再生能源逐渐被广泛采用。然而，由于风电机组的输出电力具有波动性和不确定性，其并网容量有限。因此，在具有较强的风力资源的地区，风电并网受到很大的局限。
双馈感应发电机（DFIG）是目前应用最广泛的风电机组类型之一。与其他风电机组相比，DFIG具有输出功率高、电网适应性强等优点。然而，DFIG在遭遇突发故障或断网时会自动进入孤岛模式，导致电力系统无法继续供电，严重影响了运行的稳定性和安全性。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于虚拟同步控制的并网双馈风电机组孤岛穿越技术。该技术通过引入虚拟同步机制控制机组的电力输出，使其在孤岛情况下可以自发地穿越到并网状态，同时保证了电力系统的稳定运行。
二、基本原理
1.虚拟同步控制原理
虚拟同步控制是指利用控制器对输出信号进行调整，使其与电力系统的同步发电机保持同步。该控制原理基于磁通定向控制理论和同步电机模型，可以控制DFIG输出的有功功率和无功功率。虚拟同步控制的基本思想是利用控制策略控制DFIG转子和电网同步，从而维持电网的频率，并通过调节DFIG输出的有功功率和无功功率来控制电压。
2.孤岛穿越原理
孤岛穿越是指在DFIG遭遇故障或断网后，引入外部电力来源，使DFIG能够自发地穿越到并网状态的过程。孤岛穿越需要满足一定的条件，如外部电力源的电压频率和相位应与DFIG输出的电力信号相同。同时，还需要控制DFIG的输出功率，使其逐渐稳定地与外部电力源同步。
3.技术实现
基于虚拟同步控制的并网双馈风电机组孤岛穿越技术由DFIG控制器、电力系统控制器和外部电力源组成。当DFIG遭遇故障或断网时，DFIG控制器采用虚拟同步控制策略，控制DFIG输出有功功率和无功功率，使其与外部电力源保持同步。
具体实现过程如下：
（1）DFIG控制器启动虚拟同步控制模式，控制DFIG输出电力信号与外部电力源保持同步；
（2）DFIG控制器逐渐调整输出功率，使其逐渐与外部电力源同步；
（3）当DFIG输出功率与外部电力源相等时，交流断路器自动闭合，使DFIG实现自动穿越到并网状态。
三、特点和优点
1.可靠性高：该技术采用虚拟同步控制策略，能够有效地保证DFIG的输出电力信号与外部电力源的同步，避免了电网不稳定对电力系统带来的影响。
2.效率高：虚拟同步控制策略可以控制DFIG输出有功功率和无功功率，使其逐渐与外部电力源同步，实现了自动并网穿越，提高了电网的运行效率。
3.可实现性强：基于虚拟同步控制的并网双馈风电机组孤岛穿越技术属于软件控制，实现起来较为简单，且成本较低，具有广阔的应用前景。
四、结论
本文提出了一种基于虚拟同步控制的并网双馈风电机组孤岛穿越技术。该技术采用虚拟同步控制策略控制DFIG输出电力信号与外部电力源同步，实现了自动并网穿越。该技术具有可靠性高、效率高、可实现性强等优点，具有重要的现实应用价值。