电网技术

2018, v.42;No.415(06) 1845-1852

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面向长期调频的风机非线性下垂控制设计
Nonlinear Droop Control of VSWTs for Sustained Frequency Regulation

姚亚鑫;刘锋;刘璋玮;梅生伟;

摘要(Abstract):

传统变速风机虚拟惯量控制是针对单个频率大扰动事件设计的,其惯量模拟和转速恢复是分离的两个阶段,根据一定逻辑进行切换。该设计难以满足系统长期持续调频的需求。为此,根据风机转速恢复特性,分析了面向长期调频的风机频率下垂系数曲线的设计需求,进而提出了基于Butterworth函数的风机非线性下垂控制策略。该策略可实现风机调频控制过程中的转速自恢复,避免了复杂的逻辑切换过程。通过分析两区域系统的特征值发现,合理设计的非线性下垂控制能增强系统的小干扰稳定性。仿真结果显示,非线性下垂控制与传统虚拟惯量控制相比,能减小风机转速波动,并有效避免因风机转速恢复过快导致的系统频率二次跌落问题。仿真同时表明,在非线性下垂控制下,风电场可为系统提供与等容量同步机相当甚至更优的频率支撑作用。

关键词(KeyWords): 变速风机;频率控制;非线性下垂控制

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(51377092,51621065)~~

作者(Author): 姚亚鑫;刘锋;刘璋玮;梅生伟;

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DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2017.2617

参考文献(References):

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