基于下垂特性的分散式雙饋風(fēng)電機(jī)組無(wú)功控制方法*

文 | 劉國(guó)華，洪丹，孫素娟

基于下垂特性的分散式雙饋風(fēng)電機(jī)組無(wú)功控制方法*

文 | 劉國(guó)華，洪丹，孫素娟

“十二五”期間，國(guó)家政策開(kāi)始鼓勵(lì)發(fā)展分散式風(fēng)電項(xiàng)目，將數(shù)臺(tái)風(fēng)電機(jī)組或數(shù)十兆瓦以?xún)?nèi)的小型風(fēng)電場(chǎng)直接接入配電網(wǎng)負(fù)荷中心附近，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電出力就地消納。該模式下風(fēng)電接入點(diǎn)一般位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，配電網(wǎng)末端線(xiàn)路壓降和損耗較大，無(wú)功不足，若風(fēng)電機(jī)組提供靈活的無(wú)功補(bǔ)償和電壓支撐作用，既能減輕配電網(wǎng)的無(wú)功負(fù)擔(dān)提升經(jīng)濟(jì)性，也有利于風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)前無(wú)功補(bǔ)償控制研究以大型風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用為主，通常采用自動(dòng)電壓控制（AVC）系統(tǒng)分散式應(yīng)用，涉及電網(wǎng)調(diào)度、風(fēng)電場(chǎng)及風(fēng)電機(jī)組單機(jī)控制等分層無(wú)功協(xié)調(diào)，最終通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組輸出的無(wú)功功率來(lái)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)點(diǎn)定功率因數(shù)控制或無(wú)功功率調(diào)度指令跟蹤。由于風(fēng)電機(jī)組與場(chǎng)級(jí)集控系統(tǒng)之間存在無(wú)功指令通信，受通信時(shí)滯與控制時(shí)間常數(shù)制約，風(fēng)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)調(diào)度無(wú)功指令的響應(yīng)時(shí)間至少為秒級(jí)。而分散式風(fēng)電機(jī)組與負(fù)荷的電氣距離近，為維持負(fù)荷變化時(shí)的電壓恒定，需實(shí)現(xiàn)ms級(jí)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。可見(jiàn)，將上述集控形式的無(wú)功控制系統(tǒng)應(yīng)用于小型分散式風(fēng)電場(chǎng)，在電壓響應(yīng)速度、經(jīng)濟(jì)性和靈活性等方面有所欠缺。

本文針對(duì)分散式風(fēng)電特點(diǎn)，提出采用無(wú)功電流的形式來(lái)表征雙饋風(fēng)電機(jī)組無(wú)功能力，根據(jù)定轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱、變流器容量以及直流環(huán)節(jié)耐壓等條件限制計(jì)算獲得雙饋風(fēng)電機(jī)組無(wú)功電流極限，可直接用于變流器控制的電流限幅設(shè)計(jì)；……