含双馈风电机组的系统阻尼优化研究
含主动轴系扭振阻尼的并网双馈风电场惯量控制方法
2017年3月电工技术学报Vol.32 No. 6 第32卷第6期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar. 2017含主动轴系扭振阻尼的并网双馈风电场惯量控制方法奚鑫泽1,2耿华1杨耕1（1. 清华大学自动化系北京 1000842. 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明 650217）摘要电网中风电容量的增加，使得电力系统等效惯量减小、频率稳定性下降。
为避免此风险，各国电网并网导则要求大规模风电场参与系统调频，并能提供类似同步发电机的惯量响应。
本文基于时域仿真并辅以特征值分析，研究了风电场惯量控制对风电机组及电力系统运行特性的影响。
传统的风电场惯量控制方法有益于电力系统频率稳定，但仿真结果揭示该控制会减小风电机组轴系扭振的阻尼，严重时将导致机组转速振荡失稳。
为解决此问题，提出了含主动轴系扭振阻尼的风电场惯量控制方法，在满足并网导则有关惯量控制要求的同时可有效避免机组发生轴系扭振失稳。
仿真结果验证了控制方法的有效性。
关键词：风力发电双馈感应电机惯量控制扭振阻尼控制中图分类号：TM614Inertia Control of the Grid Connected Doubly Fed InductionGenerator Based Wind Farm with Drive-TrainTorsion Active DampingXi Xinze1,2 Geng Hua1 Yang Geng1（1. Department of Automation Tsinghua University Beijing 100084 China2. Electric Power Research Institute of Yunnan Power Co. Ltd Kunming 650217 China）Abstract The power system equivalent inertia and the frequency stability decline with the increasing penetration level of wind generation. To remedy this situation, many countries have put forward grid codes which require large-scale wind farms to participate in the system frequency regulation and provide inertial responses as synchronous generators do. Through time-domain simulations and additional eigenvalue analysis, the impacts of wind farm inertia control on the wind generation system and on the power system operating characteristics have been studied. The traditional wind farm inertia control is beneficial to the system frequency stability. However, the simulation results indicate that the inertia control reduces damping of the drive-train torsional mode, which may lead to speed oscillation instability. To solve this problem, the inertia control involving active damping for the drive-train torsional oscillation is proposed. The proposed control facilitates the wind farm to fulfill the grid code requirement regarding the inertia control and suppresses the drive-train torsional oscillation.The simulation results validate the effectiveness of the proposed control.Keywords：Wind generation, doubly fed induction generator, inertia control, torsional oscillation, damping control国家自然科学基金（U1510208、61273045、51361135705）和北京高等学校青年英才计划资助项目。
改善电力系统阻尼特性的双馈风电机组控制策略
改善电力系统阻尼特性的双馈风电机组控制策略郝正航１，２，余贻鑫１，曾 沅１（１．电力系统仿真控制教育部重点实验室，天津大学，天津市３０００７２；２．贵州大学电气工程学院，贵州省贵阳市５５０００３）摘要：为了增强含有大型风电场的电力系统的机电阻尼，提出了一种新型双馈风电机组的附加阻尼控制策略的设计方法。
首先，提出了风电场动态频率特性的概念，推导了动态频率特性的计算公式；然后，基于动态频率特性的概念，证明了风电场对其接入的电力系统产生纯阻尼作用的相位条件和幅值条件，基于这一条件，在传统双闭环控制结构的基础上设计了附加阻尼控制策略。
利用电力系统分析综合程序（ＰＳＡＳＰ），通过２区域和多区域的算例分析证实，所设计控制策略不但具有提高电力系统阻尼的明显效果，而且具有参数易整定、调试方便和易于工程实现的优势。
关键词：风力发电；双馈感应发电机；阻尼控制；电力系统收稿日期：２０１１－０１－１９；修回日期：２０１１－０５－３０。
国家重点基础研究发展计划（９７３计划）资助项目（２００９ＣＢ２１９７０１）。
０ 引言近年来，中国持续加大风电开发力度，其发展的战略重点是建设百万千瓦级风电场（风电基地）和实现大规模风电远送［１－２］。
为了在全国市场消纳风电，大型风电场将与水、火电“捆绑”后跨区输送［１］。
这种混合输电模式具有以下特点：①风电场及其配套常规电厂距负荷中心远，属于远距离输电模式；②由于风电出力存在较大的峰谷差，出于经济性考虑，输电通道的容量不可能按出力高峰设计［２］，因此，在风电大发时输电线路将处于重负荷状态；③风电功率的波动使混合输电系统处于频繁扰动作用之下。
这种输电模式因具有上述特点而易导致弱（负）阻尼低频振荡［３］，并且功率振荡反复出现，很难平息。
可见，与常规电力系统相比，含大容量风电场的电力系统对阻尼的要求更高。
为了增强电力系统阻尼，已有文献研究了飞轮储能装置［４－６］、柔性功率调节器［７］和静止串联补偿器［８］的阻尼特性和控制策略，研究表明这些附加装置可以为电力系统提供阻尼。
双馈风力发电机阻尼控制方法的改进
双馈风力发电机阻尼控制方法的改进作者：陆仕信刘国荣来源：《计算技术与自动化》2018年第03期摘要：为研究双馈风力发电机的低电压穿越特性，建立了磁链状态方程并求解其特征根。
对几种典型的改进励磁电流控制方法进行分析，得出此类方法均是通过控制转子电流指令值来加快磁链的暂态衰减，从而提出在电流环参考值的基础上添加定子磁链暂态分量的补偿项，来改善系统欠阻尼特性，针对PI控制器对交流量调节能力有限，引入电流前馈补偿项，对其进行修正。
仿真表明，改进的阻尼控制方法加速了暂态磁链的衰减，提高了故障穿越能力。
关键词：双馈感应电机；欠阻尼特性；前馈补偿；低电压穿越中图分类号：TM315 文献标识码：AAbstract：In order to research the low voltage ride through characteristics of doubly-fed induction generators， the equation of state is established and the characteristic roots is solved. By analyzing several typical improved excitation current control strategies， it is concluded that these methods used to control the rotor current reference value to accelerate the transient decay of flux. Consequently， the compensation term of the stator flux transient component is added on the basis of the reference value of the current loop， in order to optimize the system under-damping characteristics. Because the PI controller has limited capacity to adjust the AC reference，the feed forward current compensation term is introduced to correct it.Simulation results show that the improved damping control method can accelerate the decay of transient flux linkage and improve the low voltage ride through capability.Key words：doubly fed induction generator；under-damping characteristics；feed forward compensation；low voltage ride through1 引言近年来，随着风电的装机容量不断增加，对电网的影响逐年加重，为了适应日益严格的并网要求，风力发电必须具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能力保障在电网故障条件下不脱网运行。
MW级双馈风力发电机组偏航控制系统研究及优化
MW级双馈风力发电机组偏航控制系统研究及优化摘要：在典型偏航控制系统中，基于单片机语言设计的偏航控制器负责偏航控制系统的中运算和控制，本文介绍双馈风力发电机组中目前国内应用最多的基于PLC控制的偏航控制系统，研究其系统特点及计算原理和控制原理，并针对该系统选用的偏航控制器在实际运用中调整角度困难及过零位检测存在的软件缺陷提出了新的角度调整方法和新的过零位检测控制逻辑。
关键词：风力发电机组；偏航系统；偏航控制系统；优化Abstract：In a typical yaw control system based on single chip computer language design, the yaw controller is responsible for yaw control system operation and control, this paper introduces the doubly-fed wind power generation units in the domestic application of the most based on PLC control yaw control system, studies its system characteristics and calculation principle and control principle, and the system selects the yaw controller in the practical application of angle adjustment difficulties and zero cross detection in the presence of software defect presents new angle adjustment method and a new zero cross detection control logic.Keywords: Double-fed Induction Generator; yaw system; yaw controller system; Optimization0引言在我国，兆瓦级风力发电机组在风能的开发中得到了大规模发展和应用。
双馈风机附加阻尼控制环节与PSS的参数协调优化
１ 双 馈 风 机 附加 阻 尼控 制环 节 的作 用 原 理
图 １ 转 子 侧 变 换 器 控 制框 图
Ｐ Ｓ Ｓ的主要 原理 是通 过输 入 频率 、电磁功 率 等偏 差 信 号 ．输 出相 应 的附加 控制 信号控 制励 磁进 而 对发 电机 转子振 荡 提供 阻尼作 用 。 与 同步发 电机 不 同 ， 双馈
较 大 的研 究 价值
文 中对 双 馈 风 机 附 加 阻 尼 控 制 环 节 与 Ｐ Ｓ Ｓ之 间 的参数 协调 优化 作 了探索性 研究 ．提 出 了基 于粒 子群 算 法 的参数 协调优 化方 法 。在 目标 函数 中兼 顾 了机 电 振 荡模 式和 非机 电振 荡模式 的 阻尼特性 。以三 机 系统 作 为算 例 ．对 比 了参 数协调 优化 方法 与参 数独 立设 计 方 法 的阻尼 改善 效果 ．验证 了参 数协调 优 化方 法 的有 效 性
摘 要 ： 对 于合 双 馈 风 电场 的 多机 电 力 系统 ， 在 双 馈 风 机 内部 引入 附加 阻尼 控 制 环 节 可 以抑 制 系 统 低 频 振 荡 ． 但 双 馈 风 机 附加 阻尼 控 制 环 节 可 能会 影 响 电力 系统 稳 定 器 （ Ｐ Ｓ Ｓ ） 抑 制 低 频 振 荡 的 效 果 。提 出 了一 种 双 馈 风 机 附加 阻尼 控 制 环 节 与 Ｐ Ｓ Ｓ 的参 数 协 调 优 化 方 法 ． 设 计 了兼顾 机 电振 荡模 式 和 非 机 电振 荡模 式 的 阻尼 特 性 的优 化 目标 函 数 ． 并给 出 了基 于粒 子 群 算 法 的求 解 方 法 。 以 三机 系统 作 为 算 例 ， 优 化 设 计 了双 馈 风机 附加 阻尼 控 制 环 节 与 Ｐ Ｓ Ｓ的 参 数 。 时 域仿 真 结 果表 明 ， 所提 出 的参 数 协 调 优 化 方 法 可 以 更好 地 提 升 系统 的 阻双馈风机 ； 低频振 荡； 附加 阻尼 控 制 ； Ｐ Ｓ Ｓ ； 协调优化 ； 粒 子群 算 法
改善电力系统阻尼特性的双馈风电机组控制策略
1 前言随着风电规模的扩大，风电并网带来的稳定性问题越来越值得关注。
风电并网会减小系统的惯量，并在一定程度上恶化系统的固有阻尼，尤其是大容量风电场经远距离输电线路接入电网时，其引起的低频振荡问题不容忽视。
随着电力电子技术的发展，变速恒频风机在近年来得到了广泛的应用。
目前，大型风电场的风力发电机组主要采用双馈感应发电机（doubly-fedinductiongenerator ，DFIG ）。
双馈风电机组能够独立控制发出的有功功率和无功功率，这使得利用风电场自身的附加控制提高电力系统稳定性成为了可能。
目前，已有部分学者对利用DFIG 抑制电力系统低频振荡进行了研究。
根据暂态能量函数的衰减推导了调节双馈风电机组有功功率和无功功率输出，抑制区间低频振荡的控制规律，并据此采用模糊控制设计了阻尼控制器。
由于风电场是一个惯量很弱的电力系统，风速变化和电力系统频繁扰动使得以上方法难以实现预期的控制效果。
为保证附加控制器应对外界扰动的稳定性，本文采用基于区域极点配置技术的鲁棒控制理论设计DFIG 附加阻尼控制器，能有效消除外界扰动对控制器性能的影响。
在控制器的设计中，同时考虑使控制代价尽量小的H2性能指标和对扰动具有强鲁棒性的H ∞性能指标，使控制器能够达到综合性能最优。
通过控制DFIG 输出到交流系统的无功功率来提升系统的阻尼，具有不影响风电场有功功率稳定输出的优点。
仿真验证表明本文控制方法能有效抑制低频振荡，对不同类型的故障均表现出很好的阻尼性能，具有很强的鲁棒性。
2 DFIG附加鲁棒阻尼控制策略2.1 控制回路选取双馈风电机组可以通过转子侧变换器控制实现双馈风电机组输出有功功率和无功功率的独立控制，因此选用恰当的反馈信号经控制器后附加到DFIG 转子侧变换器的有功或无功控制环可以达到提高系统阻尼的目的。
转子侧变换器控制系统如图1所示。
图1 转子侧变换器控制原理图1中：Ps 、Pref 分别为有功功率测量值、参考值；Qs 、Qref 、Qmod 分别为无功功率测量值、参考值、附加控制量；idr 、iqr 分别为转子电流d 轴和q 轴分量；ids 、iqs 分别为定子电流d 轴和q 轴分量；udr 、uqr 分别为转子侧d 轴电压和q 轴电压参考值；Kp1、Kp2、Kp3、Kp4分别为各PI 环节的比例系数；Ki1、Ki2、Ki3、Ki4分别为各PI 环节的积分增益系数；Lr 和Lm 分别为定子自感和转子互感；ωs 和ωgen 分别为同步转速和发电机转速。
风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究
风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究一、概述随着全球对可再生能源需求的日益增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已经在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
风力发电系统的核心技术之一便是双馈感应发电机（DFIG）的矢量控制技术。
这种技术对于提高风能利用率和系统稳定性具有重要意义，对双馈感应发电机矢量控制技术的研究具有重要的理论和实践价值。
双馈感应发电机是一种变速恒频风力发电技术中的关键设备，其工作原理是利用风能驱动发电机转子转动，从而产生交流电。
由于风速的波动和不确定性，给风力发电系统的稳定运行带来了一定的挑战。
为了解决这个问题，双馈感应发电机矢量控制技术应运而生。
这种技术通过精确控制发电机的电流和电压的相位和幅值，实现对发电机输出功率的精确控制，从而优化风力发电系统的运行效率。
目前，双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中得到了广泛应用。
仍然存在一些问题需要解决，如控制策略的优化、不同风速下的控制效果、以及控制过程中可能出现的振荡等问题。
对双馈感应发电机矢量控制技术进行深入研究，具有重要的现实意义和理论价值。
本文旨在对风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术进行深入研究。
通过对双馈感应发电机的数学模型、控制策略、以及仿真实验等方面的分析，探讨双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中的应用及其优化。
本文的研究结果将为提高风力发电系统的效率和稳定性，推动风力发电产业的可持续发展提供有益的参考和借鉴。
本文还将关注双馈感应发电机在电网电压不对称条件下的运行问题。
电网电压的不对称性可能会对双馈感应发电机的运行产生不良影响，研究电网电压不对称条件下的双馈感应发电机矢量控制技术具有重要的实践意义。
通过对正序和负序定子磁链进行定向，推导出适应于电网电压不对称条件下的励磁矢量控制策略，实现对转子负序电流的有效控制，从而提高风力发电系统在电网电压不对称条件下的运行稳定性。
本文将全面分析双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中的应用，探讨其优化方法，以及解决电网电压不对称条件下的运行问题。
能量耗散的双馈风电机电振荡阻尼特性精细 化评估
能量耗散的双馈风电机电振荡阻尼特性精细化评估近年来，风电已成为全球清洁能源发展的重要产业，在风电技术不断发展的同时，其振动问题也逐渐引起了人们的关注。
双馈风电机作为风电主要发电装置之一，其电振荡阻尼特性评估显得尤为重要。
本文主要介绍能量耗散的双馈风电机电振荡阻尼特性精细化评估。
一、能量耗散的概念能量耗散是指系统能量从某种形式转化为其他形式的过程，通常也称为能量损耗或能量散失。
在机电系统中，能量耗散的主要形式包括电阻、摩擦、液阻和气阻等因素的作用。
二、双馈风电机电振荡阻尼特性双馈风电机是一种可以调节电流和电压输出的风电主机。
在运行过程中，双馈风电机产生的振动问题容易引起特定共振频率上的振荡，从而影响风机的稳定性和安全性。
双馈风电机的电振荡阻尼特性是指其在特定共振频率范围内消耗振动的能力。
一般来说，提高电振荡阻尼特性可以有效消除机械振动，降低振动噪声，保证风机的安全可靠运行。
三、能量耗散的作用能量耗散是双馈风电机电振荡阻尼的重要手段之一。
在实际应用中，能量耗散通过增加系统的耗散使其消耗振动能量，从而有效地提高电振荡阻尼特性。
一方面，系统的耗散越大，其在特定共振频率上的振幅就越小，二者呈线性关系。
另一方面，系统的耗散也会受到一些因素的影响，比如振荡的共振频率、振荡源的类型和振幅等。
四、双馈风电机电振荡阻尼特性评估方法为了精确评估双馈风电机的电振荡阻尼特性，需要采用科学的方法和标准化的流程。
目前，常用的双馈风电机电振荡阻尼特性评估方法主要包括模拟和试验两种。
模拟方法通过建立数学模型对双馈风电机进行仿真分析，以验证其电振荡阻尼特性。
该方法通常适用于小型风机的建模和分析，可以有效地梳理系统的理论结构和分析系统的动态响应特征，是分析系统耗散特性和优化系统性能的有效手段。
试验方法则通过实验的方式测试双馈风电机的电振荡阻尼特性。
这种方法具有直接反馈、直观性高等优势，可以直接对实际系统进行测试、记录系统响应曲线和模拟系统参数的变化。
双馈电机电力系统稳定器发送系统阻尼的研究的开题报告
双馈电机电力系统稳定器发送系统阻尼的研究的开题报告开题报告：双馈电机电力系统稳定器发送系统阻尼的研究一、研究背景及意义随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的增加，电力系统的稳定性逐渐成为电力系统研究的热点之一。
稳定性问题一直是电力系统的核心问题，是保障电力系统高效运行和电力供应安全的关键。
在电力系统稳定性问题中，电力单位励磁稳定器在防止低频振荡方面起着至关重要的作用。
在电力系统中，双馈电机是最常用的电机之一。
与传统电机不同的是，双馈电机具有内外两个转子，其中外转子上的转子绕组通过转子滑环与静止的空气间隙形成一个转子电路，内转子上的转子绕组与3相固定绕组互相交错绕制，并通过转换器与电力系统相连接。
在双馈电机中，内外转子都可以提供出力，因此具有很高的效率和较好的调速性能。
目前，研究者已经开发了多种双馈电机电力系统稳定器来保障电力系统的稳定性。
而阻尼控制作为一种稳定系统的有效手段，已经在双馈电机电力系统中广泛运用。
然而，双馈电机电力系统的阻尼控制仍然存在一些问题，如如何减小系统阻尼对电力系统的影响等等。
本研究旨在研究双馈电机电力系统的阻尼控制并对其进行分析和优化，以提高电力系统的稳定性和效率，为电力工程和设计提供技术支持。
二、研究的基本内容和技术路线1. 研究双馈电机电力系统阻尼控制的基本原理和基本方法。
2. 分析双馈电机电力系统阻尼控制对电力系统的影响。
3. 设计双馈电机电力系统阻尼控制优化算法，分析阻尼控制参数的影响。
4. 基于仿真模拟与实验验证，分析双馈电机电力系统阻尼控制的有效性。
研究技术路线如下：第一步：文献综述和理论分析通过文献调研，探讨双馈电机电力系统稳定性的现状，总结阻尼控制的基本原理和方法。
进一步分析阻尼控制对电力系统稳定性的影响，并阐述阻尼控制参数的选择。
第二步：阻尼控制的优化算法设计在理论分析的基础上，提出一种优化的阻尼控制算法，利用不同的阻尼控制参数进行仿真模拟，探索优化参数的最佳组合方式。
双馈风电机组控制策略及传动链加阻研究
０ 引 言
随 着大 型风 电机组 设 计 技 术 的 不 断 提 高 ， 机组 额 定功 率 已达 到多 兆 瓦级 ， 风 轮直 径 和塔 架 高 度都 已超 过１ ０ ０ ｍ， 塔 架 和叶 片的 固有频 率逐 渐 下 降 ， 刚度 越来 越小 ， 机 组设 计 及控 制复 杂程 度越 来越 大 。
策 略 ， 阐 明机 组传 动 链 的 小 阻 尼 特 性 。论 述 了在 控 制 器 中加 入 传 动 链 阻 尼 环 节 的 原 理 和 方 法 ，应 用 ＭＡ Ｔ— Ｌ ＡＢ进 行 系 统 仿 真 ，通 过 发 电机 扭 矩 到 低 速 轴 扭 矩 的 阶跃 响 应 分 析 证 明 了传 动 链 加 阻 的有 效 性 。 关 键 词 ：风 电机 组 ； 控 制 ；传 动链 ； 加 阻
双 馈 风 电机 组 控 制 策 略及 传 动链 加 阻研 究
姚振 南 ， 高俊 云 ，连 晋 华
（ 太 原 重Ｘ － 股 份 有 限公 司 技 术 中心 ， 山 西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
摘 要 ：采 用 ＧＨ Ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｄ软 件 对 某 ３ Ｍｗ 风 电机 组 建 立 数 学 模 型 。讨 论 了 大 型 双 馈 武 变 速 变桨 风 电机 组 控 制
、
…
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素 薹 鲁 ｌ 卜
／ ／ｉ
… …
ｉ ＼
：
械载 荷和 疲劳 载 荷控 制 在 合 理 的 范 围 ， 必 须采 用 优 化 的控 制策 略 ， 设计 性 能优 良的控 制 系统 。 １ 变速 变桨 风 电机 组运 行控 制策 略 由 于大 型风 力发 电机 组体 积庞 大 、 结 构 复杂 ， 是一 个 连 续随 机 的非 线性 多 变 量 系 统 ， 直 接 建立 模 型 比较 困难 。 目前 ， 主要 采用 国 内外 广 泛 运 用 的权 威 风 力 发 电机 组仿 真 软 件 ＧＨ Ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｄ获 取 风 力 发 电 机 组 的 数 学模 型， 对 转 矩 控 制 及 变 桨 控 制 系 统 分 别 采 用 ＭＡＴＬ ＡＢ软 件进 行 系 统 仿 真 ， 根 据 伯 德 图 和 根 轨 迹 图综合 考 虑系 统 响应 的 稳 定 性 和快 速 性 ， 选 择 最 佳 的
附加阻尼控制SVC在双馈型风电场中的应用研究
附加阻尼控制SVC在双馈型风电场中的应用研究张明光;刘淼淼【摘要】将附加阻尼控制SVC应用于兆瓦级双馈型风电场并网系统,在此基础上研究了系统的暂态过程.首先建立了双馈风电机组的动态模型,水轮发电机组以及附加阻尼控制SVC的数学模型,然后仿真研究了双馈型风电场并网以后对区域系统暂态过程的影响,对比分析了风电场接入和故障情况下采用普通SVC和附加阻尼控制SVC的作用和效果,仿真结果验证了建立模型和采取方法的正确性和有效性.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】4页(P99-102)【关键词】双馈感应电机;风电场;动态模型;附加阻尼控制;暂态稳定性【作者】张明光;刘淼淼【作者单位】兰州理工大学,电气工程与信息工程学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,电气工程与信息工程学院,甘肃,兰州,730050【正文语种】中文【中图分类】TM614风电场装机容量的增加使其对接入系统的影响越来越大，更多的并网标准要求风电场具有电压控制、无功调节、有功频率控制等火电机组具有的控制功能[1-2]。
基于双馈电机的变速恒频风电机组在风力发电系统中得到了广泛应用，其主要优点是可以在变速恒频运行的同时实现最大的风能捕获，减小变流器容量，实现有功、无功功率的灵活控制。
随着风力发电系统在电网中所占比重的增大，接入电网电压等级的提高，大量风电的接入改变了系统原有的潮流分布、线路传输功率以及整个系统的惯量，因此接入后系统运行的状态会发生变化[3-5]。
风电机组接入后对电力系统的影响以及相关的稳定性问题已有了相关的分析和研究。
参考文献[6]在MATLAB/Simulink仿真环境下建立基于风电机组的单机无穷大系统，分析了故障后风电系统的稳定性问题，得出了采用的输电线路越长，基于异步电机的风电系统稳定性就会越差的结论；参考文献[7]对挪威电网风电接入后的系统阻尼的分析结果表明，风电场接入容量较小时不会对系统阻尼产生影响，当风电场接入容量较大时，基于普通异步发电机的风电机组能够增强系统阻尼，对故障后的系统稳定性有利；参考文献[8]通过建模分析，得出通过控制风电机组的桨距角可以达到抑制区域间功率振荡的目的；参考文献[9]通过将双馈电机转差信号引入转子侧变流器，建立了适用于双馈异步电机励磁附加控制的PSS模型，通过仿真分析验证了所采取的方法能够改善风电场的系统阻尼。
双馈风电机组模型与调节性能研究
双馈风电机组模型与调节性能研究双馈风电机组是目前广泛应用于风力发电系统中的一种发电机组类型。
它通过在风电转子电机轴上串接一台统称为双馈感应发电机（DFIG）的异步发电机，使发电机组具备调节风力转速及提高电能转换效率的能力。
本文将介绍双馈风电机组的模型以及其调节性能的研究。
首先，双馈风电机组的模型可以分为两个子系统：转子电机子系统和定子变换子系统。
转子电机子系统由转子电机、转子电流和转子电压组成，其功率方程可以表示为：Pmg = Emg * Img * cos(θm - θr)其中Pmg为机械功率，Emg为电磁励磁电压，Img为电磁励磁电流，θm和θr分别为转子电机和转子电流的相角。
定子变换子系统由定子变换器、定子电流和定子电压组成，其功率方程可以表示为：Pcs = Esc * Isc * cos(θs - θr)其中Pcs为电网功率，Esc为定子变换电压，Isc为定子变换电流，θs为定子电压的相角。
转速调节性能是指双馈风电机组在受到不同风速和负荷变化时，能够稳定输出所需的机械功率，并保持一定的转速，以确保风力发电系统的运行稳定性。
为了提高转速调节性能，可以采用速度闭环控制策略，结合转子侧变频器来调节转子电机的转速。
另外，还可以通过优化电网侧变频器的控制算法，实现对电网功率的精确控制。
功率调节性能是指双馈风电机组能够快速、准确地响应电网功率需求变化，并保持电网功率的稳定输出。
为了提高功率调节性能，可以采用电压闭环控制策略，通过定子侧变频器来调节定子变换电压的大小，实现对电网功率的调节。
此外，还可以对功率控制算法进行优化，提高功率控制的精度和响应速度。
总结起来，双馈风电机组模型的研究和调节性能的优化对于提高风力发电系统的运行稳定性和电能转换效率具有重要意义。
通过采用合适的控制策略和优化算法，可以提高双馈风电机组的转速调节性能和功率调节性能，从而实现电能的高效转换和稳定输出。
双馈风电场无功功率阻尼控制策略
关键词 ：电力系统 ； 双馈发电机 ； 低频振荡 ； 无功功率 ； 阻尼控制
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ・ ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０－ ３ ８ ８ ６ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ １ ７
［ 中图分类号 ］Ｔ Ｍ ３ １ ５ ［ 文献标志码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ０—３ ８ ８ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３— ０ ０ ５ ２— ０ ３
陈 宏 文 。彭 静 ，胡 九 龙 ，兰 宇 ，李 鹏 ，谭 剑 中 （株 洲 供 电 公 司 ，湖 南 株 洲 ４ １ ２ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：基 于暂态能量 函数分析方法 ， 提出双馈风 电场 的无功功率 附加阻尼控制策 略。以削减区域 间暂态振荡能量 为 目标 ， 分析调 节 风电场输 出无功功率能抑制 电力系统低频振荡 的可行性 。基于常规 Ｐ Ｓ Ｓ控制方法 ， 对风电场无功功率 阻尼控 制的效果进行 分 析。为进一步提高阻尼控 制效果 ， 提出基于暂态能量 函数方法的双馈风 电场无功功率模糊 阻尼控制 策略。仿 真结果表 明基 于 模糊控制 的风 电场无功功率阻尼控制调节策略 比常规 Ｐ Ｓ Ｓ 控制策略能更好抑制低频 振荡 。
Ｒｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｄａ ｍｐ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ Ｉ Ｓｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ＤＦＩ Ｇ Ｗｉ ｎ ｄ Ｆ ａ ｒ ｍ
Ｃ ＨＥＮ Ｈｏ ｎ ｇ — ｗｅ ｎ，Ｐ Ｅ ＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ，ＨＵ Ｊ ｉ ｕ － ｌ ｏ ｎ ｇ ，Ｌ ＡＮ Ｙｕ，Ｌ Ｉ Ｐ ｅ ｎ ｇ，Ｔ ＡＮ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ
（ Ｚ ｈ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｃ ｏ ． ， Ｚ ｈ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ ４ １ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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关键 词：双馈 异步发 电机 ； 矢量 控制 ； 电力 系统稳定器 Ｓ ｔ ｕ ｄｙ ｏ ｎ Ｄａ ｍ ｐｉ ｎ ｇ Ｏｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｃｏ ｎｎｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ Ｄｏ ｕｂｌ ｅ — Ｆｅ ｄ Ｉ ｎｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ
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 （ Ｐ Ｓ Ｓ ）模 型 ，设计 了相 关 参数 ，并在 四机两 区域 系统 中对 附加 阻尼 控制 效果 进 行 了仿真验证 。
大 ，风 电对 电力 系统 稳定 性 的影 响 日益 显著 …。与
常规 电力系统 相 比，含 大容 量风 电场 的 电力 系统对
２ ． Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ６ ０ １ ；３ ． Ａｒ ｍｙ Ｏｆ ｉｃ ｆ ｅ ｒ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｉ ｃ ， Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ （ ＤＦ Ｉ Ｇ ）ｂ ｙ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ （ Ｐ Ｓ Ｓ ） ． Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｔ ｈ ｉ ｓ
ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂｌ ｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｄ ｏ ｕ ｂｌ ｅ — ｆ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ；ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ；ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ
ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎｇ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ．Ｉ ｎ Ｉ ＥＥＥ ｆ ｏ ｕ ｒ ｍａ ｃ ｈｉ ｎｅ ｔ ｗｏ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎｓ ｅ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＰＳＳ ｏ ｎ ｄ ｏ ｕ ｂｌ ｅ — ｅｄ ｆ ｉ ｎｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎｄ
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 （ Ｐ Ｓ Ｓ ）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 Ｐ Ｓ Ｓ模型 ， 同时给 出 了相 关参数 的整定 方法 。在 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ 四机 两 区域 系统 中进行 了时域 仿真 ，验证 了 Ｐ Ｓ Ｓ在 双馈风 电机
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ａ ｍｐｉ ｎｇ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏｄ ｕｃ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｄｏ ｕ ｂ ｌ ｅ － ｆ ｅ ｄ
阻尼 的要 求更 高ｒ ２ 】 。附加 阻尼 控制 具有调节 效果好 ， 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
加 阻尼控 制器 抑制 系统低 频振 荡 已成 为业 内所关 注
的重要 问题 。
ｌ 双馈 电机 的矢 量控 制
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 ２ １ ０ ０ ３ １ ； ２ ．安徽 省 电力科 学研 究院 ，合 肥 ２ ３ ０ ６ ０ １ ；３ ．陆军军 官学 院，合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
双馈风 力发 电机 是一个 高阶 的非线 性强耦 合 的
多变 量系 统 ，用 传统 的控制 方法 分析和 求解这 组非 线 性方程 比较 困难 ， 系 统无法 获得较好 的控 制性 能，
而 矢量变 换控 制技术 可 以简化 电机 内部各变 量之 问 的耦合 关系ｌ ４ ］ 。
双 馈风 力发 电机 由于 能够 运行在较 宽 的转速 范 围，具有 投资 小 、控 制灵 活、可 实现最 大风 能追踪 等优 点，应用越 来越 广泛 ，已成 为新建 风 电场 采用
ｐ ａ ｐｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄａ ｍｐ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐｌ ｅ ，ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｔ ｈｅ ＰＳ Ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ，ａ ｎ ｄ ｐｒ ｏ ｖｉ ｄ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ
Ｃｈ ｅ ｎ Ｙ ａｎ ｙ ｕｎ ｊ Ｄ ａｉ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｈ ｕ ａ ２ Ｗａｎ ｇ Ｒｕ ｉ ３
（ １ ． Ｇ ｕ ｏ ｄ ｉ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ３ １ ；