含双馈风电机组系统阻尼优化研究

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1、研究与开发含双馈风电机组的系统阻尼优化研究陈延云戴申华2王锐(1．国电科学技术研究院，南京210031；2．安徽省电力科学研究院，合肥230601；3．陆军军官学院，合肥230031)摘要提出了一种在双馈异步风电机组中附加电力系统稳定器(PSS)以提高系统阻尼的控制策略。结合矢量控制，详细分析了双馈风电机组的阻尼控制原理，并设计了PSS模型，同时给出了相关参数的整定方法。在IEEE四机两区域系统中进行了时域仿真，验证了PSS在双馈风电机组上应用的有效性和可行性。关键词：双馈异步发电机；矢量控制；电力系统稳定器StudyonDampingOptimiz

2、ationinPowerSystemConnectedwithDouble—FedInductionGeneratorsChenYanyunjDaiShenhua2WangRui3(1．GuodianScienceandTechnologyResearchInstitute，Nanjing210031；2．AnhuiElectricPowerResearchInstitute，Hefei230601；3．ArmyOficerAcademic，Hefei230031)AbstractAcontrolstrategyforimprovingpowersy

3、stemdampingisintroducedwithdouble-fedinductiongenerator(DFIG)byuseofpowersystemstabilizer(PSS)．Accordingtovectorcontrol，thispaperanalyzesthedampingcontrolprinciple，designsthePSSmodel，andprovidesthemodelparameterssettingmethod．InIEEEfourmachinetwoareasystem，thetimeresponsesimula

4、tionisconducted，andtheapplicationofPSSondouble—fedinductiongeneratorisverifiedtobeeffectiveandfeasible．Keywords：double—fedinductiongenerator；vectorcontrol；powersystemstabilizer随着风电装机容量在系统中所占比例的不断增机组的电力系统稳定器(PSS)模型，设计了相关大，风电对电力系统稳定性的影响日益显著⋯。与参数，并在四机两区域系统中对附加阻尼控制效果常规电力系统相比，含大容量风电

5、场的电力系统对进行了仿真验证。阻尼的要求更高r2】。附加阻尼控制具有调节效果好，l双馈电机的矢量控制经济可靠等优点，是常规发电机抑制系统低频振荡的有效手段之一。近年来，在风力发电机中配置附双馈风力发电机是一个高阶的非线性强耦合的加阻尼控制器抑制系统低频振荡已成为业内所关注多变量系统，用传统的控制方法分析和求解这组非的重要问题。线性方程比较困难，系统无法获得较好的控制性能，双馈风力发电机由于能够运行在较宽的转速范而矢量变换控制技术可以简化电机内部各变量之问围，具有投资小、控制灵活、可实现最大风能追踪的耦合关系l4]。等优点，应用越来越广泛，已成为新建风

6、电场采用在同步电机矢量控制中，通常采用的是以气隙的主力机型[引。双馈风力发电机主要通过变频器控合成磁链定向。但在交流励磁发电机中这种定向方制其注入系统的电磁功率，如果能够控制输出电磁法不太合适，因为在发电机定子绕组中存在漏抗压功率与系统振荡频率相关，就可以在一定程度上削降的影响，若以气隙磁链定向，发电机的端电压矢弱振荡幅度，减小系统振荡的时间，使系统快速恢量与控制参考轴之间会有一定的相位差，致使有功、复稳态运行。基于此，本文建立了应用于双馈风电无功电流分量的计算变得异常复杂。由于双馈风力l4I电

7、

8、l藏，lc2013年第12期研究与开发发电机的定子通

9、常是接在频率为工频的大电网上，则有在这个频率下定子绕组的电阻比其电抗小很多，可以忽略不计。此时，定子绕组总磁链与定子电压的矢量之间的相位正好相差90。。因此，在实际应用d中，以定子电压矢量或者以定子绕组总磁链为参考专式(8)表明补偿扰动后，Urd、Uq实现了转子矢量，可使交流电机得到可以与直流电机相媲美的电流ird、i的解耦控制，同时电压对电流的方程都控制性能。是一阶惯性环节，可以得到很好的控制特性。根据定子磁链定向矢量控制策略，将同步旋转坐标系的d轴定向于定子磁链矢量方向上，此时有2双馈风电机组的阻尼控制策略=0㈩⋯由上述推导可知，通过调节转子电压

10、q轴分量U⋯进而可调节f最终实现对双馈风电机组注入系统电磁功率的调节。本文通过设计具有针对性的PSS模块，对