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,...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。展开更多
传统风电机组采用PID功率控制算法,仍存在变桨频繁的缺点。为进一步减少机组变桨动作,文中提出一种改进的风电机组有功功率控制算法,用于进一步减少机组的变桨动作。在分析风电机组功率特性的基础上,得到风电机组的变桨非工作区,设计了...传统风电机组采用PID功率控制算法,仍存在变桨频繁的缺点。为进一步减少机组变桨动作,文中提出一种改进的风电机组有功功率控制算法,用于进一步减少机组的变桨动作。在分析风电机组功率特性的基础上,得到风电机组的变桨非工作区,设计了考虑变桨非工作区的转速偏差补偿器,最终完成机组的有功功率控制。在仿真平台上,通过一台5 MW风电机组,对比文中所提算法、传统PID控制算法和变速变桨协同功率控制算法。仿真结果表明:文中所提算法满足风电机组的MPPT(maximum power point tracking)和限功率控制要求,同时可进一步有效减少变桨动作,具有工程实用性好的优点。展开更多
文摘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。
文摘传统风电机组采用PID功率控制算法,仍存在变桨频繁的缺点。为进一步减少机组变桨动作,文中提出一种改进的风电机组有功功率控制算法,用于进一步减少机组的变桨动作。在分析风电机组功率特性的基础上,得到风电机组的变桨非工作区,设计了考虑变桨非工作区的转速偏差补偿器,最终完成机组的有功功率控制。在仿真平台上,通过一台5 MW风电机组,对比文中所提算法、传统PID控制算法和变速变桨协同功率控制算法。仿真结果表明:文中所提算法满足风电机组的MPPT(maximum power point tracking)和限功率控制要求,同时可进一步有效减少变桨动作,具有工程实用性好的优点。
