含双馈风机电力系统的负荷频率控制

• 作 者: 陈雯
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 负荷频率控制 双馈风机 内模控制 线性自抗扰控制 惯性控制 下降速率控制

随着风资源的大规模开发利用,风电在电力系统中所占比重越来越大,然而由于风能具有波动性和随机性,导致风电并网后,对电力系统频率带来巨大影响。双馈风机一般运行在最大风能追踪控制模式下,这导致风机不存在备用功率,无法像常规机组那样通过增加原动机的输出来参与系统频率调节。为解决上述问题,本文研究了风机参与电力系统频率调节的问题。首先,针对含风机的电力系统频率调节问题,引入一种简化风机模型。该模型对风机的复杂动态进行了简化,使其适用于多区域的互联电力系统频率控制的研究。在此基础上,分别设计了自抗扰控制器和内模控制器,对含简化风机的电力系统频率进行控制。比较含风机的和不含风机的互联系统的频率调节情况,可以得出运用风机参与系统负荷频率控制,可以提高反应速度,使系统更快的进行频率调节。同时,仿真结果表明ADRC对于模型不确定的控制对象,控制效果更显著。其次,研究了风机参与电力系统一次调频的两种控制策略：惯性控制策略和下降速率控制策略,结果表明下降控制策略保持了风机有功快速调节的良好特性,迅速注入的有功功率能够快速平衡负荷突变所需的有功功率,从而使频差波动的幅值减少了。随后,为了使风机在调频之后更快速的回到最优转速,提出运用二阶的ADRC控制器对风机的转速进行控制,使风机在调频之后更快速的回到最优转速。并应用于含风机的多区域的电力系统中。仿真结果表明,在转速调节上运用二阶的ADRC控制的风机比PI控制的风机能更迅速的达到最优转速,同时减少了参与系统频率调节的调节时间和超调量。