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【精彩论文】大规模双馈风电机组并网频率稳定控制策略
观点凝练
摘要：风电在电网中的渗透率逐年升高，尽管其在优化电源结构、节能减排方面有颇多贡献，但是由于自然风的波动性和不确定性，大规模风电并网势必会对电网频率稳定等方面产生影响。针对此问题，对装机量较高的双馈型风力发电机组（doubly-fed induction generator，DFIG）控制系统进行研究，制定大规模双馈型风电机组并网下的频率稳定控制策略。在现有附加下垂控制及虚拟惯性控制的基础上，根据输入风速以及电网侧频率波动，对下垂控制环节进行变系数处理，改善下垂控制特性。将DFIG运行工况进行分类，并采用变减载系数，使DFIG在限功率运行的同时减少弃风。采用具有大规模风电并网接入的实际电网模型，仿真验证了所提频率稳定控制策略的有效性。
结论：本文依托丽江电网实际数据模型，对大规模DFIG并网下频率稳定控制策略研究，得出结论如下。
（1）基于DFIG欠同步、准同步、超同步3个运行状态划分了对应的低、中、高3个不同运行风速段，对各个风速段制定了适用的限功率控制措施，在调频与弃风两者间做到了统一兼顾，与采用定系数减载方案相比，该方案为风电机组提供了可观的调频能力的同时尽可能减少了弃风。
（2）对附加下垂控制中下垂系数的取值问题进行了拓展研究，得出了一种以输入风速和电网频率波动值为因变量的变下垂系数方案，提高了下垂控制特性与DFIG的频率响应能力。
（3）针对不同取值的下垂控制系数进行分析，验证了附加变系数下垂控制的必要性。
（4）在35 s时，输入风速超过额定值，变桨距机构动作，增大桨距角限制风能捕获，而后电网频率下跌，风机叶片顺桨，增大风能捕获以提供有功支撑，同时转速下降释放动能，频率由49.818 Hz提升到49.839 Hz，有效提高了大规模DFIG并网下的电力系统频率稳定性。
引文信息
杨蕾, 王智超, 周鑫, 等. 大规模双馈风电机组并网频率稳定控制策略[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 186-194.YANG Lei, WANG Zhichao, ZHOU Xin, et al. Frequency stability control strategy for large-scale grid connections with dfig units[J]. Electric Power, 2021, 54(5): 186-194.往期回顾
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编辑：杨彪
审核：方彤
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