雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制策略研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對能源的依賴程度也越來越高，傳統(tǒng)的化石能源日趨枯竭，并且?guī)硪幌盗形廴締栴}。風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔能源，得到了快速的發(fā)展。隨著新能源并網(wǎng)容量越來越高，在電力系統(tǒng)中以風(fēng)電、光伏為代表的新能源滲透率正在逐步提高，風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)將呈現(xiàn)低慣量、低短路容量比、高阻抗、弱阻尼的特性，交流電力系統(tǒng)對風(fēng)電場的支撐作用將會(huì)越來越弱，這將對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性和暫態(tài)特性產(chǎn)生惡劣影響。隨著區(qū)域風(fēng)電比例的增加，電力系統(tǒng)的總體等效慣量變小，將出現(xiàn)頻

2、率支撐不足和功角失穩(wěn)等問題，使風(fēng)機(jī)模擬傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的同步發(fā)電機(jī)的特性，可以對電網(wǎng)出現(xiàn)的上述問題起到作用。本文建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上建立了雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的相關(guān)控制策略，以雙饋發(fā)電機(jī)定子電壓為控制目標(biāo)，提出并改進(jìn)了定子電壓外環(huán)轉(zhuǎn)子電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)矢量控制策略。通過對傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的模型分析，借鑒同步發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程以及電磁方程，提出了雙饋發(fā)電機(jī)的虛擬轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，建立了完整的雙饋發(fā)電機(jī)

3、虛擬同步控制模型。根據(jù)風(fēng)機(jī)虛擬軸系和實(shí)際機(jī)械軸系的模型，分析雙饋發(fā)電機(jī)組能量協(xié)調(diào)關(guān)系，利用風(fēng)機(jī)風(fēng)輪慣性動(dòng)能作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。
　　對雙饋發(fā)電機(jī)虛擬同步控制時(shí)多模式運(yùn)行特性分析，首先分析了不同運(yùn)行模式之間的切換方法，包括孤島運(yùn)行、并網(wǎng)運(yùn)行、組網(wǎng)運(yùn)行三種模式。分析了不同模式下雙饋發(fā)電機(jī)的功率特性、頻率特性以及控制參數(shù)對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響。
　　仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了雙饋發(fā)電機(jī)虛擬同步控制在孤島、并網(wǎng)、組網(wǎng)運(yùn)行條件下的有效性，包括其慣性特性