旋转备用下双馈风电机组初值算法 initialization method of dfig-based wind power units with spinning reserve.pdfVIP

第37卷第11期 电力系统自动化 V01．37No．11 Automation 2013年6月10日 ofElectricPower Systems June10，2013 D01：i0．7500／AEPS201207230 旋转备用下双馈风电机组初值算法 李生虎1，孙莎莎1，王正风2 (1．合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽省合肥市230009；2．安徽省电力公司，安徽省合肥市230061) 摘要：风电机组运行参数计算是风电系统稳态调度和暂态分析的基础。恒矗。。。模型常用于最大功 率点跟踪方式下双馈感应发电机(DFIG)初值计算，但是其所得发电机转速与风力机最优转速相矛 盾，且不适用于旋转备用方式。文中针对DFIG旋转备用下的初值问题，提出了转速约束和出力约 束2种算法。前者取转速固定，但不要求是最优转速，风力机捕捉机械功率已知，待求转子和变流 器电压、风电机组有功出力，需要与电网潮流联立求解；后者取风电机组功率已知，待求转子和变流 器电压、转速(或桨距角)及风力机出力，与电网潮流独立求解。2种算法的有效约束和待求变量数 不同，但得到的风力机和发电机转速相符，均适用于风速低于或高于额定风速情况下的旋转备用运 行。算例结果验证了所提模型的可行性和正确性。 关键词：双馈感应发电机；旋转备用；初值计算；转速约束；出力约束 0 引言 定。大型风电场降额运行方式有2种：①停运部分 机组，其他机组按最优出力曲线发电；②机组出力可 风电机组由风力机、旋转电机和变流器组成，其 控，保留旋转备用容量。后者无需反复启停机组，安 初值包括风力机转速和桨距角、发电机转速、输出功 全性和可控性好。但是此时风力机不按MPPT方 率、激磁支路电压、变流器电压幅值和相角等。风电 式运行，需要调整转速和／或桨距角[12-13]。 机组初值计算是风电系统稳态调度和暂态分析的基 对风电机组的有功调度有助于维持频率稳定， 础，现有初值算法包括：①将风电机组有功和无功出 4’1 实现经济运行[15|，因此风电机组旋转备用逐渐受 力表示为转差率的函数[1。2-，进而将无功出力表示为 到重视[1…。德国并网规程将风电机组旋转备用分 有功出力的函数口。，风电机组视为PQ节点； 为3类：①绝对出力限制，有功出力不超过设定值； ②根据给定风速，将风力机捕捉功率视为恒定值[5]， ②差量限制，按兆瓦或百分比限制出力；③梯度限 作为感应电机转子输入功率，在后续潮流求解时不 制，当风速增加或高风速时，避免有功出力增长过 再考虑转速变化对风力机出力的影响，进而引入恒 陡，其在风速下降时不起作用口7I。但在国内外文献 定系数忌。。。，将风力机捕捉机械功率表示为叶片转 中，尚未见到适合风电机组旋转备用的初值算法。 速三次方的函数[6曲j。 针对旋转备用下双馈感应发电机(DFIG)的初 上述算法都是