双馈风力发电机组参与一次调频的控制策略研究

作为一种清洁的、无污染的可再生能源，风能日益受到世界各国的重视。风力发电是目前最具商业发展前景的新能源发电方式，逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分，发展迅速。风电大规模并网后必将对电网频率的稳定产生重大影响，如果风电机组也能像常规机组一样具备一次调频的能力，这在减少二次调频的动作、维持电网频率的稳定方面有着非常重要的作用。基于上述原因，本文对双馈风电机组如何参与电力系统一次调频的问题进行了深入研究，取得了一些有意义的成果。 本文首先介绍了电力系统一次调频的相关原理，其次详细地分析了双馈风电系统的各部分数学模型，然后研究了双馈风电机组的相关控制技术，最后分析了双馈风电机组参与电力系统一次调频的原理并给出了包含风电的电力系统频率调节模型。为了使双馈风电机组也能参与电力系统一次调频，本文在双馈风电机组控制系统中增加了频率控制环节，利用双馈风电机组转子的旋转动能来参与电力系统的一次调频，提出了两种不同的频率控制策略：惯性控制策略和改进控制策略，并从理论上分析了两种制策略的调频性能，对现有的包含风电仿真算例系统进行改动并通过Matlab/Simulink仿真分析比较了双馈风电机组在不同情形下参与电力系统一次调频的效果。仿真结果表明，两种控制策略均能改善系统的频率响应，但改进控制策略能够对系统的频率变化做出更快的响应，调节效果更好，从而提升了整个系统的一次调频能力。