風電機組輸出功率平滑技術綜述

朱 瑛， 高云波， 臧海祥, 徐 聰， 郝榮國， 石衛軍

(1. 河海大學能源與電氣學院， 江蘇省南京市 211100; 2. 國電南瑞科技股份有限公司， 江蘇省南京市 211106)

0 引言

風能作為21世紀以來受到重視的一種新能源，在全國乃至全世界的裝機容量都逐年提高。截至2016年底中國累計風電裝機容量為168 690 MW，占全球裝機容量的34.7%。盡管風能與其他能源相比擁有清潔、無污染的特點，但隨著風力發電規模不斷擴大，風電功率波動問題愈發嚴重，這對電網的頻率、電壓、動態穩定等方面產生不可忽視的影響[1-3]。

風電輸出功率平滑是指由于風能的不確定性導致風電機組向電網出力時發生幅度較大的功率波動，無法滿足電網的功率限幅標準，而采用某種手段調整風電機組輸出功率的平滑度。目前，主要有三類方法對風電輸出功率進行平滑。

第1類方法是加裝儲能裝置的間接功率控制來進行功率平滑，其中包含蓄電池儲能、超級電容儲能、飛輪儲能、超導儲能等裝置，它們的特點是通過能量的快速充放來頻繁地響應輸出功率的波動，可操控性較高，無須改變風力機組控制結構。第2類方法是不加儲能裝置的直接功率控制，通過風電機組自身的調節控制達到功率平滑的效果，其中包含利用轉子動能存儲、變槳距控制、直流母線電壓控制等方法，它們的特點是由于無須附加裝置，經濟成本較低。還有一類方法是風電場風電機組分層控制平滑策略,該方法將控制方案分為幾層，每一層分別執行對應的控制策略，通過不同控制層間的相互協調而達到整體目標最優效果[4-5]。……