磁鏈控制型雙饋風電機組及其弱電網阻尼優化策略

謝 震，李 喆，馮艷濤，張 興

（合肥工業大學電氣與自動化工程學院,安徽省合肥市 230009）

0 引言

雙 饋 感 應 發 電 機（doubly-fed induction generator,DFIG）因其經濟高效的運行能力而在風力發電中廣泛應用［1-2］。隨著局部區域新能源滲透率不斷提升,風電場接入點呈現出弱慣量、低阻尼、高阻抗等弱電網特征,雙饋風電機組面臨的頻率穩定、電壓穩定以及諧波諧振等威脅加劇,優化控制結構是保障系統穩定的關鍵［3-6］。

現有雙饋風電機組大多采用基于鎖相環同步的矢量控制方法,一般稱其控制結構為跟網型或電流控制型。電流控制型雙饋風電機組結構簡單、功率響應迅速,針對其慣量調頻、諧波抑制及故障穿越等研究較為成熟［7-11］。然而在高線路阻抗條件下,并網點電壓波動增加,鎖相控制與電流控制存在耦合關系,電流控制型雙饋風電機組運行受到弱電網限制［12］。

為保障弱電網下新能源的穩定高效開發,要求新能源機組具備維持并網點電壓/頻率穩定的能力,因此許多學者開始關注構網型控制結構［13-15］。構網型控制結構一般包括同步控制、勵磁控制與幅相控制三部分,其中,同步控制基于有功功率平衡調節同步角度輸出,并模擬同步機的慣量/調頻特性；勵磁控制實現機組的穩壓/無功支撐能力；而幅相控制負責響應同步控制與勵磁控制的下發指令,在結構上屬于內環,實現形式較為多樣。關于構網型雙饋風電機組（以下簡稱為構網型DFIG）,文獻［16］針對低短路比電網提出一種構網型DFIG 控制方案,證明其相比矢量控制存在慣量調頻優勢；……