[发明专利]参与电力系统调频的双馈风电机组运行控制方法

摘要

本发明涉及一种参与电力系统调频的双馈风电机组运行控制方法，其特点是：针对变速恒频机组中常用的双馈感应风电机组(Double-Fed Induction Generator,DFIG)，根据其运行物理约束条件，整定具备向上调节功率能力的减载运行曲线，设计变速与变桨协调控制的减载控制策略，并根据不同风速下风机运行物理约束条件定量分析各运行工况下风电机组最大减载幅度能力。同时通过下垂频率调整控制，验证该减载运行方式下的风电机组对系统频率的支持作用。通过仿真分析验证了在所提减载调频控制方案下，系统频率波动时，变速变桨距风电机组能够有效释放动能，为系统提供频率支撑。

主权项

一种参与电力系统调频的双馈风电机组运行控制方法，其特征是，它包括以下内容：1)不同风速下风电机组减载策略及能力的确立风电机组减载能力与风速密切相关，在不同运行工况下差别很大：风速较低时，其有功出力有限，用于调频的备用容量很小；风速较高时，转速已达额定值，过分利用转子动能易导致转速越限，影响风机运行稳定性，因此不同运行工况下减载物理约束及减载方法有所差别；低工况下减载运行原则为改变转速后，运行于最大风功率跟踪模式下的双馈感应风力发电机组(DFIG)可向左或向右移动至次优运行点，其中左侧为不稳定运行点，因此，减载通过超速法，所说的超速法通过控制转子转速超过最大功率追踪运行模式下的最优转速，降低风电机组有功出力，储存有功备用获得；中、高风速下，受转速极限限制，仅凭加速无法满足调频需求，此时风力机桨距角增大，向下调节减小风功率，减载需通过超速法与变桨法，所说的变桨法通过调节桨距角增大或减少风电机组有功输出，实现故障时对电网频率的有功支撑，协调控制获得；2)最大减载运行时调频能力的确立双馈感应风力发电机组(DFIG)正常运行时，发电机受四象限变流器控制追踪输出功率参考值运行于最大功率追踪(MPPT)模式下，因此，若降低输出功率参考值大小，有功输出即可追踪其参考值而变化，实现减载运行，稳定减载运行的风电机组面对系统频率波动时，便有充足有功功率备用响应系统频率变化；频率控制器动作后，转速下降，迅速释放动能，同时桨距角参考值变化，触发桨距角控制器再次动作，桨距角下降，电磁功率增大，电磁功率增大的同时，为维持转子运动方程，机械功率沿风功率曲线逐渐上升，最终达到功率平衡；下垂控制调频效果等同于同步发电机依靠调速器作用的一次调频，即成比例的有差调节，该调节过程作用时间短，动作速度快，在风电机组参与系统调频控制中广泛采用。