国产主播喷水,天天操天天干天天爽,夜夜操天天操

基于主動支撐技術的調相機與風力發電機組協同控制

來源：電工電氣發布時間：2025-05-28 09:28瀏覽次數：233

基于主動支撐技術的調相機與風力發電機組協同控制

屠立忠¹，顧潤知²，洪岑岑¹，祝智祥²，蔡龍飛²

(1 南京工程學院自動化學院，江蘇南京 211167；

2 南京工程學院電力工程學院，江蘇南京 211167)

摘要：為提高風力發電機組的慣量支撐水平與電網故障時的電壓恢復能力，提出基于主動支撐技術的調相機與風力發電機組協同控制。通過結合風機轉子動能與直流電容充放電特性，設計轉子虛擬慣量控制與直流電容虛擬慣量協調控制方法，在電網頻率波動時快速釋放能量以抑制頻率波動；同時在并網點配置同步調相機，通過動態調節無功功率補償電網電壓跌落。基于 MATLAB/Simulink 軟件搭建仿真模型，結果表明：協調控制策略可顯著提升頻率支撐能力，并減少頻率恢復時間；同步調相機可有效抑制電網電壓驟降，使故障后母線電壓恢復速度提升30%。該策略實現了頻率與電壓的雙重主動支撐，增強了風電并網系統的同步穩定性，為新能源高比例接入電力系統提供了技術參考。

關鍵詞： 風力發電；虛擬慣量；同步調相機；主動支撐

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2025)05-0021-07

Cooperative Control of Condenser and Wind Turbine Based on

Active Support Technology

TU Li-zhong¹, GU Run-zhi², HONG Cen-cen¹, ZHU Zhi-xiang², CAI Long-fei²

（1 School of Automation, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China;

2 School of Electrical Engineering, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China）

Abstract: In order to improve the inertia support level of wind turbine and the voltage recovery ability when the power grid fails, this paper proposes the cooperative control of the condenser and wind turbine based on active support technology. By combining the wind turbine rotor kinetic energy with the charging and discharging characteristics of DC capacitor, a coordinated control method for rotor virtual inertia and DC capacitor virtual inertia are designed to release energy quickly when the power grid frequency fluctuates to suppress frequency fluctuation.At the same time, a synchronous condenser is arranged at the grid connection point, and the voltage drop of the power grid is compensated by dynamically adjusting reactive power. The simulation model based on MATLAB/Simulink is built. The results show that the coordinated control strategy can significantly improve the frequency support ability and reduce the frequency recovery time. The synchronous condenser can effectively suppress the voltage sag of the power grid and increase the recovery speed of bus voltage by 30% after the fault.This strategy realizes the dual active support of frequency and voltage, enhances the synchronous stability of wind power grid-connected system,and provides technical reference for high proportion of new energy connected to power system.

Key words: wind power generation; virtual inertia; synchronous condenser; active support

參考文獻

[1] 張川，胡沛裕，殷格格，等. 低碳能源系統中能源利用技術現狀及展望[J] . 中國工程科學，2024，26(4) ：164-175.

[2] 華偉. 低碳經濟背景下中國風力發電跨區并網研究[J].智能城市，2018，4(12) ：156-157.

[3] 邵昊舒，蔡旭. 大型風電機組慣量控制研究現狀與展望[J] . 上海交通大學學報(自然版)，2018，52(10) ：1166-1177.

[4] YOU Rui, CHAI Jianyun, SUN Xudong, et al.Experimental Study on Frequency Support of Variable Speed Wind Turbine Based on Electromagnetic Coupler[J].Journal of Power Relectroics，2018，18(1) ：195-203.

[5] ZHAO Jingjing , LYU Xue , FU Yang , et al .Coordinated microgrid frequency regulation based on DFIG variable coefficient using virtual inertia and primary frequency control[J].IEEE Transactions on Energy Conservation，2016，31(3) ：833-845.

[6] 邢鵬翔，侍喬明，王剛，等. 風電機組虛擬慣量控制的響應特性及機理分析[J] . 高電壓技術，2018，44(4) ：1302-1310.

[7] HOWLADER A M, SENJYU T, SABER A Y.Anintegrated power smoothing control for a grid-interactive wind farm considering wake effects[J].IEEE Systems Journal，2015，9(3) ：954-965.

[8] UEHARA A, PRATAP A, GOYA T, et al.A coordinated control method to smooth wind power fluctuations of a PMSG-based WECS[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，2011，26(2) ：550-558.

[9] ARANI M F M, EL-SAADANY E F.Implementing virtual inertia in DFIG-based wind power generation[J].IEEE Transactions on Power Systems，2013，28(2) ：1373-1384.

[10] 張志猛，賈伯巖，張建忠，等. 新型大容量調相機在特高壓直流輸電中的應用研究[J] . 河北電力技術，2019，38(4) ：1-4.

[11] 崔燦燦. 新一代分布式調相機的動態特性分析及參數優化[D]. 哈爾濱：哈爾濱理工大學，2021.

[12] 祁曉笑，程靜，王維慶，等. 基于 SC 的光伏發電并網系統次同步振蕩抑制方法[J] . 智慧電力，2023，51(5) ：88-95.

[13] 曹明鋒. 直驅型永磁同步風力發電系統變流器的控制研究[D]. 長沙：湖南工業大學，2013.

[14] 馮智慧，蘇益輝，李曉英，等. 直驅永磁同步風電的虛擬慣量控制策略[J] . 機械研究與應用，2022，35(4) ：143-147.

[15] 袁康男. 直驅型永磁同步風電機組參與電網頻率支撐的研究[D]. 青島：青島大學，2020.

[16] 朱介北，史美琦，張利，等. 基于超級電容的海上風電柔直送出系統協調慣量支撐策略[J] . 電網技術，2022，46(8) ：2938-2947.

[17] ZHU J, BOOTH C D, ADAM G P, et al.Inertia Emulation Control Strategy for VSC-HVDC Transmission Systems[J].IEEE Transactions on Power Systems，2013，28(2) ：1277-1287.

[18] 曹煒，張甜，傅業盛，等. 同步調相機增強電力系統慣性和改善頻率響應的研究與應用[J]. 電力系統自動化，2020，44(3) ：1-10.

[19] 史大雷. 同步調相機接入的雙饋風力發電系統次同步振蕩抑制研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱理工大學，2023.

[20] 陳尚鵬. 調相機勵磁控制及其容量配置研究[D]. 蘭州：蘭州理工大學，2023.

返回索引列表

SUBSCRIPTION MANAGEMENT

發行征訂

基于主動支撐技術的調相機與風力發電機組協同控制