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基于下垂特性的分散式双馈风电机组无功控制方法
基于下垂特性的分散式双馈风电机组无功控制方法
摘要：随着风力发电技术的快速发展，分散式双馈风电机组已成为一种常见的风力发电机组类型。在分散式双馈风电机组中，无功控制对于确保电力系统的稳定运行至关重要。本文基于下垂特性，提出了一种新的分散式双馈风电机组无功控制方法，该方法通过利用风机的下垂效应来调节无功功率的输出，从而实现对电力系统无功功率的控制。通过实验验证，本文提出的无功控制方法在提高电力系统稳定性的同时，还能显著减小风机的无功功率损耗。
1.引言
风力发电作为一种可再生能源，具有环保、可持续等显著优势，在全球范围内得到了广泛应用和发展。分散式双馈风电机组是目前常见的风力发电机组类型之一，具有双馈感应发电机和变频器组成的特点，其在风速低于额定值时可以通过电网提供的无功功率来调节输出功率，从而使风机保持在最佳运行状态。
2.分散式双馈风电机组无功控制原理
分散式双馈风电机组通过双馈感应发电机和变频器实现对输出功率的调节。在风速低于额定值时，变频器以滑差控制的方式控制双馈感应发电机的转速，使其保持在最佳转速范围内。同时，风机的下垂效应也被利用来实现对无功功率的控制。风机的下垂效应是指在风速增加时，风机叶片的角度会自动调整，以保持正常运行。本文将利用这一特性来实现对无功功率的调节。
3.分散式双馈风电机组无功控制方法
3.1风机下垂模型的建立
首先，需要建立风机下垂模型。通过测量不同风速下风机叶片的角度和风机转速的关系，可以得到风机下垂特性的数学模型。
3.2无功功率的调节策略
基于建立的风机下垂模型，可以设计无功功率的调节策略。当电力系统需要消耗无功功率时，控制系统通过调节风机叶片的角度来减小下垂量，进而减小风机的输出无功功率。当电力系统需要提供无功功率时，控制系统则相反，增大下垂量，增加风机的输出无功功率。
4.实验验证
为验证本文提出的无功控制方法的有效性和可行性，进行了一系列实验。首先，在实验室中搭建了分散式双馈风电机组的测试平台，通过测量风机叶片的角度和风机转速等参数，验证了风机下垂模型的准确性。然后，进行了不同负载工况下的无功控制实验，结果表明本文提出的无功控制方法可以有效地调节风机的输出无功功率，并且对电力系统的稳定性有显著提升。
5.结论
基于下垂特性的分散式双馈风电机组无功控制方法是一种有效的控制方法，通过利用风机的下垂效应来调节无功功率的输出，可以实现对电力系统无功功率的控制。实验结果表明，该方法在提高电力系统稳定性的同时，还能显著减小风机的无功功率损耗。未来的研究可以进一步优化该方法，提高控制精度和稳定性，以适应不同工况下的无功功率控制需求。
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