双馈风力发电机参与电力系统频率调节的控制策略研究闵家权

双馈风力发电机参与电力系统频率调节的控制策略研究闵家权

闵家权

（华电福新能源股份有限公司蒙东分公司内蒙古通辽028000）

摘要：在以往的几十年中，化石燃料一直是生产生活的必需品。然而，随着环境不断地恶化，可再生能源进去了人们的视线，可再生能源备受关注。我国在充分的开发可再生能源，经过一段时间的开发应用，我们发现可再生能源不仅仅可以缓解能源紧张的局面，而且还可以解决边远地区资源利用困难的问题。到目前为止，可再生能源的利用与开发最广泛的是风能。风能现在占有很大的市场。

关键词：风力发电机；电力系统频率调节

在风能占据市场时，同时也面临着问题。全球的风能数量非常多，但是能被人们所充分利用的却非常少。虽然风能利用面临着巨大的挑战，但是全球的风能利用率还是非常高的。在风能利用上不光我国参与了进来，除了我国还有很多的发达国家参与进来。

一、双馈式风力发电机

1.1概念

双馈式风力发电机组的构建对双馈式风力发电机来说是非常重要的。双馈式风力发电机是利用多级齿轮增速箱来推动发电机进行发电的，它是一种绕线式感应发电机。在发电过程中，风轮、传动装置、变流器系统发挥着重要的作用。

2.2工作原理

在双馈式风力发电机工作过程中，所有的电能都是通过齿轮箱来实现电机主轴能量的转化的。机械能转化为电能离不开发电机定子和转子。如果没有定子和转子就无法将电能穿送给电网。在正常情况下，变流器将会维持发电机的正常发电状态，如果想要调节可以利用频率、幅值和相位来解决。在亚同步的情况下，定子会向电网输送能量，转子保持发电机的正常运行。这样一来，双馈式风力发电机就真正的使用双馈式进行发电了。

二、双馈式风力发电机的优点

双馈式风力发电机既能够控制无功功率还能够控制有功功率。其次，双馈感应发电机可以直接从转子电路中励磁。

三、大规模的风电并网对电力系统的影响

大规模的风电并网既会给电力系统带来好处也会带来坏处。但是总得来说，好处大于坏处。当大容量的电子元器件融入到电力工作中时，就证实了风电技术在不断的进步。随着风电机组并网容量的变大，风电场风机的数量也在不断增加。目前，风电行业中，双馈式风力发电机使用的次数最多，最广泛。但是，在现实实践过程中会出现问题。风电渗透率的提高，导致电力系统的不稳定性因素增加。另一方面，风电资源边远地区较为丰富，不能够容易获取，所以电网非常脆弱。

通过调查发现，风电机组的工作还需要进一步的改进，让风电机组和系统频率调节更好的配合。只有进行高效率的合作才能发挥出效率的最高境界。

四、风电场参与系统频率控制的现状

风能是一种可再生资源，它在我国的生产和发展中发挥着重要的作用。在电力系统中占有举足轻重的地位。在风电机组参与电力系统的频率调节的过程中，最具有挑战性的困难是风电功率不稳定。其次，风电机组的运行状态和系统频率调节是同步的。

到目前为止，风电工作中，双馈式风力发电机的运行对系统调节来说非常重要。由于体积和技术问题，DFIG是市面上使用最多最受欢迎的机型。

五、双馈式风力发电机参与电力系统调整的措施

5.1虚拟惯量控制法

我国在参与研究的同时，外国学者也在进行研究。都想要双馈式风力发电机拥有有功备用的功能。双馈式风力发电机不仅可以保持超同步而且可以亚同步。转子在双馈式风力发电机的工作运行中发挥着重要的作用。唯一的好处就是成本低，服务灵活。但是，有的功能和永磁直驱式还有一定的差距。由于技术的不成熟，后期仍需要进行优化升级。

5.2减载控制方法

这种方法的作用主要还是降低有功功率的输出。虽然这种方法可以有效的降低有功功率的输出，但是还是不能够长期的出现合作。在我国大的放弃风能的大背景下，合理的使用风能我们做这些都是值得的。根据不同的管理模式进行风速的选择。

在控制惯性体的过程中想让我们自己做到难度系数大的研究。风电机组的容量不断增大，风机的叶片也非常大。在这种条件下，一定要加快适应电力系统的准备工作。

5.3辅助设备法

在一般情况下，蓄电池、飞轮等部件都会帮助风电机构努力的适应电力系统的频率调节。这种采用飞轮的电力发电系统通过飞轮放电控制。利用飞轮的优点是促使辅助设备运行的主要原因。运用飞轮后，容量变大了，时间也变快了，耗损也变低了。现如今的市场行情是，蓄电池的成本降低了很多，在储存能量的工作中铅酸蓄电池是最好的选择，可以大规模的采用。

5.4下降比例控制法

通过对频率偏差的了解，对将下垂控制融入到系统调节过程中去。这样一来，可以有效的优化系统频率响应。虽然这种方法可行性高，但是还是需要和其他的部门进行合作。通运合作可以提高工作效率。

5.5其他方法

运用传统的发电机组和风电场来进行风电功率波动控制是一种很好的方法。这种通信方法可以有效的控制电力系统频率。

综上所述，无论是采用什么方法进行风电系统的调节，其主要的目的就是让风电机组可以很好的参与风电系统中去。相信通过这些方法的改进可以发挥大的作用。

六、结束语

通过化石燃料对环境造成的一些危害，我们意识到可再生能源的利用应该从各种小事做起。在可再生能源利用的过程当中，也是遇到了各种各样的问题。在技术方面，风能是控制最好的可再生能源。只要不松懈不放弃以后风能的选择率会逐渐变大，将会收到世界各地人们的喜爱。随着风电系统的并网，规模不断的扩大，原有的控制方法已经不能够适应新时代提出的要求。本文主要的对双馈风力发电机参与电力系统调整做出了具体的研究。探讨了双馈式风力发电机基本的运行模型和控制方法，在传统的跟踪控制下，不断地进行更新改造。通过一定程度的改善，可以有效的减少电力系统频率的波动。在这种大的社会环境的背景下，双馈式风力发电机将会深入的优化掉不适应风电系统更新的部分。

参考文献:

[1]陈斌.双馈风电机组参与电力系统频率调节的综合控制方法研究[D].西南交通大学,2018.

[2]王鹏.双馈风力发电机参与电力系统频率调节的控制策略研究[J].通信电源技术,2017,34(06):66-68.

[3]胡一鸣.双馈风力发电机参与电力系统频率调节的控制策略研究[D].西南交通大学,2017.

[4]于梦琪.大规模风电参与电力系统频率控制的策略研究[D].华北电力大学(北京),2017.