面向风电机组有功功率控制的风轮变速运行模式比较研究

摘要：

电力系统迫切需要风电机组(简称风机)从最大功率点跟踪控制转变为支撑电网二次调频的有功功率控制(active power control,APC).延续最大功率点跟踪控制的设计思路,现有风机APC控制研究大多基于系统稳态的视角,将风机控制到稳定平衡点,在稳定平衡点处响应电网指令和维持机电动态稳定.但面对湍流风速,大惯量风轮实际上处于不断变速的动态过程中,而非持续运行在稳定平衡点处,对APC控制性能造成不容忽视的影响.为此该文从现有风机APC控制策略中归纳出两种风轮变速运行模式:主动变速和被动变速,两者对应于截然不同的变速机理和动态过程.运用频域分析和实验数据分析,比较了两种变速运行模式在功率指令响应性能、传动链载荷及变桨执行机构疲劳载荷方面的差异.结果表明,被动变速放弃了对稳定平衡点的跟踪,利用风轮惯性响应缓冲风速波动,更适用于湍流风速场景.该文工作为风机APC控制设计与性能优化提供了风机运行机理方面的基础.

关键词：风电机组、有功功率控制、风轮变速、湍流风速

所属期刊栏目：42

分类号：TM614(发电、发电厂)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省六大人才高峰高层次人才项目;江苏省科技成果转化专项资金项目

在线出版日期：2022-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：4419-4429,中插12