超速風電機組的改進頻率控制方法

胥國毅, 胡家欣, 郭樹鋒, 陳春萌, 李春來, 畢天姝

(1. 新能源電力系統國家重點實驗室, 華北電力大學, 北京市 102206;2. 青海省光伏發電并網技術重點實驗室(國網青海省電力公司電力科學研究院), 青海省西寧市 810008)

0 引言

隨著風力發電技術的迅猛發展,風力發電在電力系統中所占比重不斷提高,變速風電機組靈活的控制性能使其成為并網風電場主流機型,然而變速風電機組通過變頻器接入電網,降低了系統的有效慣量,容易使系統發生較大的頻率偏移。同時由于風電占比不斷提高,壓縮了同步發電機的并網容量,系統調頻容量不足,對電網的安全穩定運行帶來挑戰。通過變頻器靈活的有功和無功功率調節能力,開發風電機組的控制潛力向電力系統提供頻率控制,成為促進風力發電技術進一步發展的關鍵。西北電網已經率先開展風電及光伏參與系統頻率控制實驗[1]。國內外的風電機組生產廠商也正著力開發風電機組提供系統頻率控制的功能,以滿足建設電網友好型風電場的需求[2]。

通過變速風電機組的變速運行能力,利用風電機組的旋轉動能可以對系統頻率進行控制,這種方法不需要額外投資,通過對風電機組的控制系統進行改造，建立系統頻率變化與風電機組輸出功率的聯系就能實現[3-9],然而這種方法的控制器參數難以確定,并且只能提供暫態頻率支撐,在風電機組轉速恢復期間容易出現頻率的二次下降。

為應對系統頻率下降擾動,使風電機組具有持續有功功率儲備從而具有一次調頻能力,風電機組需要進行減載控制[10]。……