模糊控制在变速恒频风电无功功率优化中的应用

0　引言

随着世界能源需求量的持续增大导致环境污染加重及环保压力加大,越来越多的国家把发展电能的研究转向利用清洁的可再生能源。2006年底,世界风力发电总装机容量74 223 MW,新增装机容量15 197 M W,预计到2020年占世界总电力比例将达
12%。风力发电年增长达35%,在可再生能源行业中发展最快。通常使用的风力机组大致可分为4种类型[1],基于双馈型感应发电机（DFIG）的变速风电机组作为一种非常经济的变速恒频风力发电方案,目前已经成为兆瓦级风力发电机组最普遍采用的形
式。

为了最大限度地利用风能,可实现最大风能追踪的变速恒频风力发电控制技术成为研究热点。由于风能的随机特性,随着风电装机容量的不断增加,仅对最大风能进行追踪产生的随机变化的功率无法满足电力系统功率实时平衡的运行要求[2]。风电场
应与常规发电方式一样承担系统频率、电压等调节任务。

本文在PSCAD/EMTDC下建立了定子磁场定向DFIG变速风电机组动态模型,通过对电磁转矩的间接转速控制调节风机转速,以实现单机最大功率追踪。针对风电接入系统运行要求,在功率追踪的基础上实现给定功率控制策略,并就风电机组定、转子及风机容量约束对机组调节能力产生的影响进行了分析。该策略使无风速检测风力发电系统在可用风力范围内实现对有功、无功功率的有效控制,从而可承担系统功率调节任务。

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变速恒频风电机组运行控制