考慮槳距角控制的雙饋風電機組高電壓穿越控制策略

蘇劍濤, 馮昊, 鄭澤名, 王健, 蔡婷婷

〔1.國家能源集團龍源風電工程技術公司,北京 100089;2.現代電力系統仿真控制與綠色電能新技術教育部重點實驗室(東北電力大學),吉林 吉林 132012〕

0 引 言

為了保障大規模風電聯網后電力系統的安全運行,風電機組必須具備高電壓穿越(high voltage ride through,HVRT)能力。因此,風電機組的HVRT方法受到了廣泛關注[1]。

雙饋風電機組是風電采用的主力機組之一。目前,雙饋風電機組的HVRT方法主要包括兩類:基于增加額外硬件設備的方法和基于改進機組控制策略的方法。前者在HVRT期間,利用無功補償設備為電網提供無功支撐,或者利用限流設備抑制電壓驟升引起的雙饋感應發電機(doubly-fed induction generator,DFIG) 過電壓和過電流[2]。此類方法適用范圍較廣,但會增加運行成本。

基于改進機組控制策略的方法通過完善風電機組的控制策略,抑制電壓驟升引起的DFIG過電壓和過電流。文獻[3]根據定子電流對轉子電壓進行補償,以抵消轉子暫態感應電動勢。該方法實現較為容易,但對于電壓驟升較深的情況效果不理想。文獻[4]將電壓驟升后的暫態過程用時間更短的多個穩態過程代替,以降低轉子過電流的峰值。該方法控制精度較高,但控制較為復雜。

基于改進機組控制策略的方法避免了額外硬件設備的投資,但未考慮DFIG轉子轉速限制,使得對于持續時間較長的電壓驟升,HVRT期間風電機組存在因DFIG轉子轉速越限而發生超速脫網的風險。

本文提出一種考慮槳距角控制的HVRT控制策略。HVRT期間,當DFIG轉子轉速過高時,通過控制槳距角降低轉子轉速,以避免風電機組發生超速脫網。……