基于混合儲能的雙饋風(fēng)機的電網(wǎng)支撐能力提升策略

劉 剛，袁 至，王維慶，何 山

（新疆大學(xué) 可再生能源發(fā)電與并網(wǎng)控制教育部工程研究中心，新疆 烏魯木齊 830047）

0 引言

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展，雙饋風(fēng)機的裝機比例不斷提高，成為了主流機型[1]。由于雙饋風(fēng)機采用最大功率點跟蹤（Maximum Power Point Tracking，MPPT）運行模式，風(fēng)機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)頻率并無耦合關(guān)系。風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)會降低系統(tǒng)調(diào)頻能力[2]，須要雙饋風(fēng)機以提供慣量和參與一次調(diào)頻的方式為電網(wǎng)提供頻率支撐[3]。另外，并網(wǎng)點的電壓時常跌落，風(fēng)機須具備一定的低電壓穿 越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能 力，從而為電網(wǎng)提供電壓支撐[4]。本文所定義的雙饋風(fēng)機電網(wǎng)支撐能力即為頻率支撐能力和電壓支撐能力。

由于雙饋風(fēng)機為系統(tǒng)提供慣量支撐和參與系統(tǒng)的一次調(diào)頻控制時，僅以頻率變化作為參考量。若低電壓穿越發(fā)生時，外部系統(tǒng)難以支撐導(dǎo)致風(fēng)電場系統(tǒng)近似于孤島系統(tǒng)，系統(tǒng)的頻率也將難以維持穩(wěn)定[5]。文獻(xiàn)[6]指出電網(wǎng)故障引起大面積風(fēng)電低電壓穿越造成短路時，系統(tǒng)內(nèi)具有大量功率缺額，電網(wǎng)頻率快速降低，此時雙饋風(fēng)機控制策略難以區(qū)分是由負(fù)荷變化，還是電網(wǎng)電壓跌落導(dǎo)致的頻率變化。文獻(xiàn)[7]提出風(fēng)機為系統(tǒng)提供慣量支撐和參與系統(tǒng)的一次調(diào)頻控制策略，但未考慮超級電容在系統(tǒng)調(diào)頻時直流母線電壓變化。若風(fēng)機在參與系統(tǒng)一次調(diào)頻過程中發(fā)生低電壓穿越，可能導(dǎo)致超級電容模塊釋放能量，從而加劇直流母線電壓升高。文獻(xiàn)[8]通過超級電容模塊，改善低電壓穿越過程中風(fēng)機直流母線電壓過限問題，但未考慮控制策略下雙饋風(fēng)電機組對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響。……