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基于DFIG的大型风电场分层无功分配控制策略
摘要：
本篇论文讨论了基于DFIG的大型风电场分层无功分配控制策略。针对大型风电场无功调节困难的问题，提出了一种分层无功分配控制策略。该策略将风电场根据装机容量分为多层，同时根据电网无功需求及不同层之间的无功交换情况分配无功。通过仿真实验，证明了该策略能够有效解决大型风电场无功调节问题，提高其稳定性和可靠性。
关键词：
DFIG；大型风电场；分层；无功分配控制
引言：
随着电力系统规模不断扩大，局部系统无功水平的改变会导致影响强度、电压稳定度、谐波电流等问题，严重影响电能质量和系统稳定性。同时，国家电力调度中心要求风电场必须能主动接受和发起无功调节，而传统的无功补偿及调节方法却不能够满足风电场的无功需求。因此，针对大型风电场无功调节困难的问题，提出了一种分层无功分配控制策略，能够达到提高风电场稳定性和可靠性的目的。
一、DFIG电站的基本组成和特点
DFIG（双馈感应发电机）电站是当前大型风电发电机组的主流。DFIG电机组主要由DFIG发电机、双馈变流器和电动蓄能器组成。DFIG电机组的电动部件为变速风力机，通过风能驱动风轮旋转，进而带动DFIG发电机发电。DFIG电机组控制策略主要包括转速闭环控制、双馈变流器控制和一些附加控制，通过控制出口电压实现无功调节功能。
DFIG电站的优点是具有较高的性价比，而且其风机具有更广泛的适应性。其缺点是需要双馈电机实现可控无功输出，控制复杂度高。
二、无功调节问题的基本分析
无功调节的主要目的是保持电压在合理的范围内，提高电力系统的稳定性。但是，随着储能技术的限制和储能电池的宋庆，储能技术变得越来越困难。这就进一步显示了需要设计新的无功调节方法来解决这个问题。大型风电场的无功调整能力非常有限，这是由于其专业特殊性所致。因此，我们需要一个可以与其他电源进行无功调节的更加有效和灵活的方法。
三、基于DFIG的大型风电场分层无功分配控制策略
提出了一种基于DFIG的大型风电场分层无功分配控制策略。该策略将风电场根据装机容量分为不同层，每一层都可被视为具有不同的无功调节能力。同时，根据每一层的无功需求情况及不同层之间的无功交互情况分配无功。
1、层次设定
对于大型风电场，提出了一种五层分层方案。在这个层次模式中，第一层为最强层，拥有最强的无功调整能力。而第五层，则拥有最弱的无功调整能力。通过这种分层策略，可以最大限度地提高大型风电场的无功调整能力，从而提高其稳定性和可靠性。
2、无功分配控制
根据设计层次，无功总控制器（GCU）根据电网的无功要求和各层之间的无功交互情况来分配各层之间的无功。当电网需要负荷一定的无功时，GCU会自动启动相应的矩阵配电网，从而需要各层代表其种类和无功贡献来交换无功能力。在此之后，GCU会根据当前无功需求的情况分配无功，以确保大型风电场的无功调节能力得到最大程度的利用。
3、仿真实验
在进行仿真实验时，我们根据提出的分层策略和无功分配控制方法，测试了大型风电站在不同无功负载下的无功性能和稳定性。结果表明，该策略能够有效地提高大型风电站的无功调节能力，同时得到了性能和稳定性方面的极大改进。
四、结论
本文研究了基于DFIG的大型风电场分层无功分配控制策略。通过该策略，可以有效地提高大型风电站的无功调节能力，从而提高其稳定性和可靠性。在仿真实验中，该策略能够达到性能和稳定性方面的极大改进。本文的结论可以为大型风电场的无功调节问题提供有力的参考依据。