虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望

柴建云, 趙楊陽, 孫旭東, 耿 華

(1. 電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 清華大學(xué), 北京市 100084;2. 清華大學(xué)自動(dòng)化系, 北京市100084)

0 引言

為了解決日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問題,以清潔能源為基礎(chǔ)的新一輪能源變革正蓬勃興起,新能源的擴(kuò)展速度比人們預(yù)期得更快[1]。美國能源部在2015風(fēng)能展望中預(yù)計(jì)其風(fēng)力發(fā)電增長率將在2030年及2050年分別達(dá)到20%和35%[2];中國國家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)也顯示,2016年全國風(fēng)力發(fā)電量211.30 TW·h,同比增長25.73%,全年新增風(fēng)電裝機(jī)容量19.30 GW,占全部風(fēng)電裝機(jī)容量的9%,但全年棄風(fēng)量也達(dá)到了49.7 TW·h[3]。大型風(fēng)電場(chǎng)具有并聯(lián)機(jī)組數(shù)量龐大、分布式風(fēng)機(jī)單臺(tái)裝機(jī)容量小等特征,而市場(chǎng)上主流風(fēng)電機(jī)組均需通過電力電子裝置接入電網(wǎng),其并網(wǎng)特性與傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的行為特性差異較大。且中國風(fēng)能分布多集中于西部地區(qū),本地負(fù)荷消納困難,電網(wǎng)中的風(fēng)能滲透率也較高,進(jìn)而造成系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量缺失,電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性下降等問題凸顯。

GB/T 19963—2011《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》,以及能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NBT 31003—2011《大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》都進(jìn)一步修正了相關(guān)技術(shù)要求,明確通過建設(shè)“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場(chǎng),解決未來風(fēng)電并網(wǎng)和消納等問題[4]。同時(shí)2015年國家能源局發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見》中也指出“將推廣具有即插即用、友好并網(wǎng)特點(diǎn)的并網(wǎng)設(shè)備,滿足新能源、分布式能源廣泛接入要求”[5]。這意味著電網(wǎng)正逐漸將“維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定”的能力作為未來新能源并網(wǎng)設(shè)備的必要條件。在推進(jìn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的過程中,特別是在火電仍作為電力系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)壓主力的前提下,2008年Beck教授團(tuán)隊(duì)通過模擬同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型,虛擬了同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與阻尼特性,率先提出虛擬同步機(jī);2009年鐘慶昌教授提出“同步變換器”概念,在三相逆變器中建立了同步發(fā)電機(jī)的模型,實(shí)現(xiàn)了類似同步發(fā)電機(jī)的電磁特性、轉(zhuǎn)子慣性、調(diào)頻和調(diào)壓特性,虛擬同步發(fā)電機(jī)(VSG)的思想也應(yīng)運(yùn)而生[6-7]。由于常規(guī)同步發(fā)電機(jī)具有維持功率平衡,支撐電網(wǎng)頻率、電壓的重要作用,并具備自同步特性,所以虛擬同步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研究也逐漸受到廣大學(xué)者的關(guān)注和重視。

由于風(fēng)能具有波動(dòng)性和間歇性等自然屬性,其調(diào)速能力受限,使得風(fēng)能滲入率較高的區(qū)域電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性也受到影響;并且基于功率解耦的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)和鎖相環(huán)(PLL)技術(shù)的傳統(tǒng)控制,使得風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與并網(wǎng)接口之間的能量傳遞鏈消失,傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)接口缺乏自主的頻率、電壓支撐能力[8]。為了實(shí)現(xiàn)基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)控制,Conroy教授在2008年提出了依賴儲(chǔ)能的虛擬同步型風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的控制策略,通過在風(fēng)機(jī)交流側(cè)配置可控能量型儲(chǔ)能,實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)與儲(chǔ)能設(shè)備組合后在并網(wǎng)點(diǎn)處的虛擬同步發(fā)電機(jī)接口特性[9]。為了進(jìn)一步利用風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子儲(chǔ)存的動(dòng)能,Ullah教授等人提出了基于限功率運(yùn)行的虛擬同步型風(fēng)機(jī)方案[10],通過修改MPPT曲線和利用變槳調(diào)節(jié)兩種方式為風(fēng)機(jī)調(diào)頻預(yù)留可用容量,從而為風(fēng)機(jī)模擬同步機(jī)的調(diào)頻、調(diào)壓特性提供了控制基礎(chǔ)[11-12]。為了體現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)等效慣量,亞利桑那州立大學(xué)Gautam教授,丹麥科技大學(xué)Zeni教授等團(tuán)隊(duì)提出了一種具備虛擬慣量的風(fēng)機(jī)控制,通過檢測(cè)電網(wǎng)頻率變化,快速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子變流器功率,使得風(fēng)機(jī)響應(yīng)電網(wǎng)擾動(dòng)并提供類似同步發(fā)電機(jī)的慣量。為了使得風(fēng)機(jī)的虛擬慣量及頻率支撐特性不依賴于電網(wǎng)頻率檢測(cè)甚至頻率變化率計(jì)算,伊利諾伊理工大學(xué)的鐘慶昌教授團(tuán)隊(duì)將虛擬同步技術(shù)應(yīng)用于全功率型(PMSG)風(fēng)機(jī)中[13],華中科技大學(xué)袁小明教授和清華大學(xué)柴建云教授等學(xué)者將虛擬同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型直接引入雙饋型風(fēng)機(jī)(DFIG)變流器控制算法中,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)與傳統(tǒng)同步機(jī)一致的并網(wǎng)接口特性[14-15]。

中國也在以虛擬同步發(fā)電機(jī)等為代表的電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)方面取得了令人矚目的成果[16]。2015年9月底,全球首套分布式光伏虛擬同步發(fā)電機(jī)在天津中新生態(tài)城成功掛網(wǎng),2016年4月,國家電網(wǎng)公司在張北風(fēng)光儲(chǔ)輸基地開展了世界上規(guī)模最大的虛擬同步機(jī)技術(shù)示范工程建設(shè)。合肥工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、清華大學(xué)等團(tuán)隊(duì)也在虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)上具備了一定的科研積累及成果[17-21]。

本文首先介紹了虛擬同步型風(fēng)機(jī)的不同控制方案,針對(duì)高風(fēng)能滲透率系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定等關(guān)鍵問題,闡述了MPPT與頻率支撐的協(xié)調(diào)解決策略,揭示了實(shí)際轉(zhuǎn)子與虛擬轉(zhuǎn)子的內(nèi)在聯(lián)系,分析了參數(shù)設(shè)計(jì)及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響;并以全功率型風(fēng)機(jī)和雙饋型風(fēng)機(jī)為例介紹了其控制方式,以及未來在大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)聚合等值領(lǐng)域的應(yīng)用前景。最后,總結(jié)分析了該領(lǐng)域存在的問題及可行解決思路。

1 風(fēng)機(jī)的虛擬同步化控制方案

1.1 虛擬同步發(fā)電機(jī)基本原理

虛擬同步發(fā)電機(jī)思想起源于三相逆變器控制,該逆變器具備與傳統(tǒng)同步機(jī)相似的并網(wǎng)接口特性,可響應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化并自主調(diào)節(jié)電壓、頻率。通過調(diào)速器模型生成機(jī)械功率指令,勵(lì)磁器模型生成勵(lì)磁電流指令,經(jīng)發(fā)電機(jī)本體模型產(chǎn)生具備同步速的內(nèi)電勢(shì)矢量[22-23]。虛擬同步發(fā)電機(jī)本體模型主要由電磁模型和機(jī)電模型構(gòu)成,通過引入虛擬電感、虛擬電阻和虛擬轉(zhuǎn)速,使其輸出頻率可由模型參數(shù)決定,為風(fēng)電機(jī)組不依賴PLL進(jìn)行頻率支撐提供了控制模型基礎(chǔ)。勵(lì)磁系統(tǒng)主要為同步發(fā)電機(jī)本體提供勵(lì)磁電壓指令,其相關(guān)參數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)分析計(jì)算具有較大影響,在實(shí)際應(yīng)用中可僅用無功—電壓下垂控制簡化表征勵(lì)磁器。調(diào)速系統(tǒng)主要為同步發(fā)電機(jī)本體提供機(jī)械輸入功率指令,其參數(shù)不僅影響系統(tǒng)頻率變化特性和并聯(lián)機(jī)組間的有功分配,而且對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性也起到了重要作用。

直接應(yīng)用于逆變器中的虛擬同步機(jī)示范工程已在國家電網(wǎng)等相關(guān)企業(yè)的帶動(dòng)下推廣實(shí)施,其模擬慣量、阻尼特性及頻率支撐效果也被廣泛驗(yàn)證。為了使風(fēng)電能更好得融入當(dāng)前以大型同步機(jī)為主導(dǎo)的電力系統(tǒng)中,國內(nèi)外學(xué)者提出了多種風(fēng)機(jī)的虛擬同步技術(shù)方案,其本質(zhì)都是使得風(fēng)機(jī)在并網(wǎng)接口處可以模擬傳統(tǒng)同步機(jī)的慣量、阻尼特性及頻率、電壓支撐能力。

1.2 依賴儲(chǔ)能的協(xié)同控制

依賴儲(chǔ)能的虛擬同步型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過配合儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行協(xié)同控制,使得風(fēng)機(jī)與儲(chǔ)能設(shè)備并聯(lián)輸出后的接口特性可模擬同步發(fā)電機(jī)的外特性[24-25],此方案中風(fēng)機(jī)的MPPT及電流矢量控制方式保持不變,其并網(wǎng)接口的虛擬同步特性主要由配置的附加儲(chǔ)能設(shè)備實(shí)現(xiàn)。儲(chǔ)能裝置經(jīng)過三相逆變器與風(fēng)機(jī)輸出端并聯(lián)后饋入電網(wǎng),儲(chǔ)能逆變器依然采用傳統(tǒng)的虛擬同步逆變器控制方式,僅需要將風(fēng)機(jī)與儲(chǔ)能設(shè)備在并網(wǎng)接口處輸出的總有功、無功功率之和作為虛擬同步發(fā)電機(jī)控制所需的反饋功率數(shù)值即可,由于該方案無需改變風(fēng)機(jī)變流器,其對(duì)風(fēng)電機(jī)組的改造成本較低。

此技術(shù)方案不僅在三相同步逆變器的基礎(chǔ)上較易實(shí)現(xiàn),同時(shí)也可廣泛適用于光伏發(fā)電等其他新能源的虛擬同步化改造方案中。但附加儲(chǔ)能不僅提高了風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)備成本,而且這種控制方式并未有效利用風(fēng)輪機(jī)存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)子動(dòng)能。為解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳統(tǒng)控制導(dǎo)致的機(jī)電解耦問題,利用風(fēng)機(jī)自身特性進(jìn)行的動(dòng)態(tài)調(diào)頻控制和虛擬慣量控制已成為最新的研究熱點(diǎn)。

1.3 預(yù)留容量的改進(jìn)MPPT控制

目前,有多種通過修改MPPT曲線或利用變槳調(diào)節(jié)等方法實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)虛擬同步控制的策略。其中,部分研究在低風(fēng)速區(qū)利用運(yùn)行點(diǎn)右移的方法實(shí)現(xiàn)機(jī)組減載運(yùn)行,通過超速減載運(yùn)行提供調(diào)頻時(shí)所需的額外容量[26];也有研究通過槳距角控制,使得風(fēng)機(jī)始終運(yùn)行在限功率工況下[27-28],或通過改變?nèi)~尖速比和槳距角關(guān)系降低風(fēng)能利用系數(shù)。同時(shí),有學(xué)者提出了將超速減載和增加槳距角控制相結(jié)合的方法[29],在低風(fēng)速區(qū)僅通過提升發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行獨(dú)立超速控制即可滿足減載曲線要求;在中風(fēng)速區(qū)需要變槳配合才能滿足減載曲線;在高風(fēng)速區(qū),受到最大功率指令及轉(zhuǎn)速保護(hù)指令限制,只能使用變槳調(diào)節(jié)完成減載運(yùn)行。其具體控制框圖如圖1所示。

圖1 基于改進(jìn)MPPT的虛擬同步控制框圖Fig.1 Block diagram of virtual synchronous control based on advanced MPPT method

這種方案與原有MPPT控制的兼容性較好,使得風(fēng)機(jī)無需儲(chǔ)能設(shè)備配合也可具備與同步機(jī)類似的調(diào)頻特性。但由于預(yù)留了部分風(fēng)機(jī)容量,使得穩(wěn)態(tài)時(shí)風(fēng)能利用率降低,當(dāng)前風(fēng)速下的最大風(fēng)能未得到充分利用。

1.4 基于頻率檢測(cè)的虛擬慣量控制

為使得風(fēng)機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)依然運(yùn)行在最大功率點(diǎn),該方案利用電網(wǎng)頻率的微分作為機(jī)組附加轉(zhuǎn)矩的指令,其能有效利用風(fēng)輪機(jī)在最大功率輸出時(shí)轉(zhuǎn)子固有的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能為電網(wǎng)提供頻率支撐。隨著風(fēng)電調(diào)頻技術(shù)的深入研究,目前廣泛采用比例—微分(PD)控制實(shí)現(xiàn)虛擬慣量控制[30-31]。其中電網(wǎng)頻率測(cè)量值f經(jīng)微分控制器與有功—頻率下垂控制器作用,疊加于風(fēng)機(jī)最大功率控制指令處,利用微分控制器對(duì)頻率的響應(yīng)模擬機(jī)組慣量,通過下垂特性模擬一次調(diào)頻過程,該方法的具體控制框圖如圖2所示。圖中:Pmax為最大功率指令值;Pd為系統(tǒng)一次調(diào)頻時(shí)分擔(dān)的有功支撐功率值;PJ為附加慣量控制釋放或吸收的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能;虛擬慣量的大小可通過控制增益系數(shù)K的大小來實(shí)現(xiàn)。

圖2 基于頻率檢測(cè)的虛擬同步控制框圖Fig.2 Block diagram of virtual synchronous control based on frequency detection

由于無需改變風(fēng)機(jī)變流器原有的dq軸電流矢量控制內(nèi)環(huán),系統(tǒng)穩(wěn)定性主要由附加功率模塊的穩(wěn)定性決定,但其虛擬慣量的體現(xiàn)及頻率支撐的外特性均依賴于電網(wǎng)頻率變化率的檢測(cè),與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)無需PLL的頻率支撐機(jī)理依然存在明顯差別。同時(shí),電網(wǎng)側(cè)PLL容易在電壓頻率、相位突變等動(dòng)態(tài)過程中失效,并且基于PLL的頻率變化率檢測(cè)由于引入微分計(jì)算過程,也進(jìn)一步增加了風(fēng)機(jī)發(fā)生故障甚至脫網(wǎng)損毀的風(fēng)險(xiǎn)[32-33],已有研究通過頻率保護(hù)機(jī)制及虛擬慣量補(bǔ)償方法,進(jìn)一步消除電網(wǎng)頻率及其變化率計(jì)算在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程中帶來的穩(wěn)定性問題[34-35]。由于此類基于頻率變化率的附加型虛擬慣量方法無需對(duì)已有風(fēng)機(jī)控制策略做大幅改動(dòng),也是目前風(fēng)電場(chǎng)改造可行性較高的方法之一,該方案不僅利用了風(fēng)機(jī)已有的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能,兼顧MPPT和頻率支撐,且虛擬慣量具備可控性和等效物理含義?；谠摲椒ǖ奶摂M同步型風(fēng)電機(jī)組、機(jī)群已于2017年在張北風(fēng)電場(chǎng)成功并網(wǎng)運(yùn)行。

1.5 內(nèi)稟頻率的自同步控制

上述各方案中風(fēng)機(jī)的虛擬同步外特性主要通過改變功率外環(huán)指令的方式實(shí)現(xiàn),而風(fēng)機(jī)變流器內(nèi)環(huán)控制方法依然采用直接功率解耦控制算法[36-37],如圖3(a)所示。而內(nèi)稟頻率的自同步控制方案使用虛擬同步發(fā)電機(jī)算法替代原有風(fēng)機(jī)變流器的內(nèi)環(huán)控制算法,其功率外環(huán)依然接受傳統(tǒng)MPPT控制指令,但該指令不再直接控制風(fēng)機(jī)變流器中基于電網(wǎng)電壓矢量定向的dq軸電流,而是將有功指令作為虛擬同步發(fā)電機(jī)模型的功率指令,通過模型中的虛擬慣量及下垂系數(shù)作用產(chǎn)生虛擬同步頻率,再通過勵(lì)磁調(diào)節(jié)器生成勵(lì)磁電壓幅值,最后將該頻率和幅值合成作為此類虛擬同步型風(fēng)機(jī)的內(nèi)電勢(shì)指令[38],其具體實(shí)現(xiàn)框圖如圖3(b)所示。

圖3 風(fēng)機(jī)變流器控制框圖Fig.3 Block diagram of control of wind turbine converters

該方案將虛擬同步機(jī)本體模型及調(diào)速器、勵(lì)磁控制器模型引入風(fēng)機(jī)變流器內(nèi)環(huán)控制中,使得風(fēng)機(jī)具備內(nèi)稟的虛擬同步頻率,不再依賴PLL檢測(cè)電網(wǎng)頻率及其變化率,避免了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程中的頻率檢測(cè)失穩(wěn),以及微分算法帶來的負(fù)阻尼效果,提升了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2 虛擬同步型風(fēng)機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵問題

2.1 MPPT與頻率支撐的協(xié)調(diào)解決方案

由于傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)一直采用外環(huán)MPPT、內(nèi)環(huán)電流矢量控制的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu),電流內(nèi)環(huán)需實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)電壓矢量位置注入當(dāng)前風(fēng)速下的最大功率,系統(tǒng)缺乏多余容量響應(yīng)電網(wǎng)擾動(dòng)。但并網(wǎng)友好型接口特性要求風(fēng)機(jī)能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)擾動(dòng)。因此,協(xié)調(diào)優(yōu)化MPPT與頻率支撐是虛擬同步型風(fēng)機(jī)應(yīng)用中的難點(diǎn)及關(guān)鍵問題。

已有的協(xié)調(diào)手段主要分為附加控制和嵌套控制兩類技術(shù)路線。其中,附加控制主要包含改進(jìn)MPPT控制及基于頻率檢測(cè)的虛擬慣量控制,其無需改變風(fēng)機(jī)已有的矢量控制內(nèi)環(huán),而是在MPPT指令中附加動(dòng)態(tài)功率指令。而嵌套控制主要為內(nèi)稟頻率的自同步控制,其需要將傳統(tǒng)矢量控制內(nèi)環(huán)改造成虛擬同步發(fā)電機(jī)模型,外環(huán)沿用MPPT控制,通過閉環(huán)時(shí)間常數(shù)的設(shè)置保證兩個(gè)控制閉環(huán)的協(xié)調(diào)運(yùn)行,使得虛擬同步發(fā)電機(jī)在動(dòng)態(tài)頻率支撐過程中,外環(huán)MPPT指令相對(duì)穩(wěn)定。值得注意的是,電力系統(tǒng)頻率是由所有并網(wǎng)的同步型電源共同決定的,在擾動(dòng)過程中系統(tǒng)內(nèi)混合了各電源獨(dú)立的頻率信息[39]。因此,基于PLL進(jìn)行頻率支撐的控制策略在實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程中無法獲得準(zhǔn)確的電網(wǎng)頻率信號(hào),并且由于系統(tǒng)的混頻特性,PLL更容易出現(xiàn)振蕩失穩(wěn);而采用虛擬同步發(fā)電機(jī)的控制策略則可以繼承現(xiàn)有同步型電源的自同步特性,在動(dòng)態(tài)過程中具備自治的頻率信息,并可與其余并聯(lián)電源共同決定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)頻率。

同時(shí)為了協(xié)調(diào)MPPT與頻率支撐控制,不再將風(fēng)機(jī)的虛擬慣量、阻尼系數(shù)作為獨(dú)立參數(shù)選取,而需綜合考慮電力系統(tǒng)的調(diào)頻需求及MPPT閉環(huán)時(shí)間常數(shù)。考慮到風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子慣量較大,根據(jù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)生成的MPPT指令變化較慢,所以可在此基礎(chǔ)上選定合適的虛擬同步發(fā)電機(jī)內(nèi)環(huán)時(shí)間常數(shù),從而推導(dǎo)出所需虛擬慣量參數(shù),最終使得MPPT與頻率支撐構(gòu)成嵌套型雙環(huán)架構(gòu),不僅使風(fēng)機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出所能獲取的最大風(fēng)能,還能在動(dòng)態(tài)過程中模擬同步發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)提供頻率支撐。

2.2 風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子與虛擬軸的能量平衡機(jī)理

考慮到MPPT控制對(duì)象是風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)速,而虛擬同步發(fā)電機(jī)控制目標(biāo)是虛擬同步軸的相位變化,進(jìn)一步探討兩者關(guān)系可以發(fā)現(xiàn),其協(xié)調(diào)控制的本質(zhì)是需要滿足風(fēng)輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)子與控制模型中的虛擬轉(zhuǎn)子之間的能量平衡關(guān)系。但現(xiàn)有的研究重點(diǎn)通常集中在風(fēng)機(jī)虛擬同步型控制模型的構(gòu)建上,忽略了風(fēng)輪機(jī)本體與虛擬同步發(fā)電機(jī)模型的內(nèi)在聯(lián)系,所以進(jìn)一步揭示實(shí)際轉(zhuǎn)子與虛擬轉(zhuǎn)子之間的能量傳遞機(jī)理也是該研究領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。

設(shè)風(fēng)輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速為ωr,虛擬同步軸轉(zhuǎn)速為ωs,則實(shí)際軸動(dòng)能Er和虛擬軸動(dòng)能Es可分別表述為:

(1)

式中:Jr為實(shí)際軸慣量;Js為虛擬軸慣量。

穩(wěn)態(tài)時(shí)Er反映風(fēng)輪吸收的機(jī)械能,Es可反映風(fēng)機(jī)饋入電網(wǎng)的電能。以全功率型風(fēng)機(jī)為例,兩軸的連接樞紐為電磁功率Pe=Temωr=Teωs,其中Tem為作用在風(fēng)輪軸上的電磁轉(zhuǎn)矩,Te為作用在虛擬軸上的電磁轉(zhuǎn)矩。風(fēng)輪軸系通過平衡機(jī)械轉(zhuǎn)矩Tm及Tem,尋找最佳轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)MPPT;虛擬同步發(fā)電機(jī)控制又使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)接口特性可等效為一套同步轉(zhuǎn)速為ωs、慣量為Js,且滿足同步電機(jī)機(jī)電方程的虛擬軸系。兩軸系的機(jī)電動(dòng)態(tài)方程可以表示為:

(2)

式中:Δωs=ωs-ωn為當(dāng)前虛擬軸頻率與電網(wǎng)頻率之差;Dp為虛擬阻尼系數(shù);Pm為風(fēng)輪機(jī)機(jī)械功率;Pmax為當(dāng)前風(fēng)輪轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的最大功率;Tref為轉(zhuǎn)矩參考值。

根據(jù)風(fēng)輪機(jī)機(jī)械特性,若風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速大于最優(yōu)轉(zhuǎn)速時(shí)PmPmax,MPPT最佳轉(zhuǎn)速循優(yōu)原理保證風(fēng)機(jī)實(shí)際軸系的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定,而虛擬軸的穩(wěn)定機(jī)理與傳統(tǒng)同步機(jī)的轉(zhuǎn)子特性一致。由于MPPT作為虛擬同步發(fā)電機(jī)模型的外環(huán),當(dāng)虛擬同步軸系的調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)小于實(shí)際異步軸系時(shí)此雙軸系統(tǒng)可保持穩(wěn)定。即使風(fēng)速波動(dòng)可達(dá)赫茲級(jí),但由于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子Jr的濾波效果,實(shí)際風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化頻率將小于風(fēng)速變化率,轉(zhuǎn)矩參考值Tref的變化過程也較慢,從而保證所選取的虛擬同步軸的閉環(huán)時(shí)間常數(shù)可小于MPPT時(shí)間常數(shù)。在系統(tǒng)擾動(dòng)過程,快速頻率響應(yīng)主要通過虛擬同步軸實(shí)現(xiàn),其中功率的短時(shí)支撐由風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子慣量提供,若電網(wǎng)頻率跌落,則在頻率支撐過程中由風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跌落所釋放的動(dòng)能即為風(fēng)機(jī)向電網(wǎng)增發(fā)的有效電能。而在MPPT穩(wěn)態(tài)恢復(fù)過程中,最大風(fēng)能捕獲主要通過風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際軸逐步實(shí)現(xiàn),最終完成雙軸系統(tǒng)的能量平衡。

3 參數(shù)設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性

3.1 參數(shù)選取方法

對(duì)于傳統(tǒng)虛擬同步發(fā)電機(jī),其勵(lì)磁器和調(diào)速器參數(shù)一般由所接入的電網(wǎng)決定,而對(duì)于風(fēng)電機(jī)組,其調(diào)速器性能主要由MPPT決定,勵(lì)磁器性能主要取決于電機(jī)本體的電磁特性及無功調(diào)節(jié)積分系數(shù),其中勵(lì)磁器的無功指令可以選擇從無功—電壓下垂控制得到,也可以選擇接受電網(wǎng)調(diào)度。而對(duì)虛擬同步型風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性影響較大的因素,主要來源于虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)的設(shè)計(jì)。

通過對(duì)比傳統(tǒng)虛擬同步發(fā)電機(jī)虛擬慣量和利用雙饋型風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)能實(shí)現(xiàn)虛擬慣量對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行頻率動(dòng)態(tài)支撐的效果,Ashabani教授等人驗(yàn)證了利用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)能支撐電網(wǎng)頻率的可行性[40]。已有研究在全功率型風(fēng)機(jī)中論證了不同風(fēng)速下虛擬慣量的作用,并通過優(yōu)化控制使得風(fēng)機(jī)可以有效抑制電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)頻率擾動(dòng)[41]。文獻(xiàn)[42]針對(duì)基于改進(jìn)MPPT策略,分析了風(fēng)機(jī)在頻率支撐過程中轉(zhuǎn)子實(shí)際慣量與虛擬慣量參數(shù)之間的聯(lián)系。文獻(xiàn)[43]進(jìn)一步從小信號(hào)分析角度分析了雙饋型虛擬同步發(fā)電機(jī)在不同慣量和阻尼參數(shù)下的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性[43]?？紤]到虛擬同步發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)遠(yuǎn)快于頻率調(diào)節(jié),系統(tǒng)閉環(huán)時(shí)間主要由頻率—有功閉環(huán)時(shí)間常數(shù)τf決定,即

(3)

式中:Δf為頻率擾動(dòng)值;ΔP為有功功率擾動(dòng)值。

雖然當(dāng)前參數(shù)優(yōu)化方法眾多,但通?？梢砸罁?jù)如下順序選取:首先下垂系數(shù)可參照電力系統(tǒng)標(biāo)幺值選取,其次τf應(yīng)在MPPT閉環(huán)時(shí)間限制范圍內(nèi)優(yōu)化選取,最后確定該風(fēng)電機(jī)組所需虛擬慣量的大小。

3.2 穩(wěn)定性分析

與同步發(fā)電機(jī)類似,虛擬同步機(jī)由于繼承了其本體模型及兩大控制器模型,其自身也存在功角振蕩及穩(wěn)定性問題。有研究指出了虛擬同步機(jī)低頻振蕩的現(xiàn)象及機(jī)理,通過計(jì)算截止頻率和相角裕度給出了虛擬慣量及阻尼系數(shù)的設(shè)計(jì)方法[44]。

當(dāng)有功指令出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí),不同參數(shù)下的實(shí)際輸出功率動(dòng)態(tài)特性各不相同。當(dāng)阻尼系數(shù)取值越小時(shí),幅頻曲線尖峰越高,說明較弱的阻尼會(huì)使得系統(tǒng)出現(xiàn)更顯著的功率振蕩。而當(dāng)虛擬慣量取值越大時(shí),輸出有功波動(dòng)越大,系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間越長。由于虛擬慣量及阻尼系數(shù)既具備實(shí)際物理含義,又可不受實(shí)際的物理定律約束,所以在首先滿足穩(wěn)定性要求的前提下,一些研究也采用自適應(yīng)控制理論進(jìn)行參數(shù)選取,所得結(jié)果通常對(duì)于單臺(tái)機(jī)組具備較好的動(dòng)態(tài)性能[45-47]。然而,考慮到虛擬慣量及阻尼特性通常是由電網(wǎng)從調(diào)頻或動(dòng)態(tài)頻率支撐需求的角度提出,也需結(jié)合上位要求及機(jī)組當(dāng)前穩(wěn)態(tài)輸出功率對(duì)參數(shù)進(jìn)行更合理的標(biāo)幺化及取值。

4 虛擬同步型風(fēng)機(jī)的典型應(yīng)用

風(fēng)機(jī)變流器傳統(tǒng)控制中的電網(wǎng)鎖相、功率解耦都削弱了其頻率支撐能力,隱藏了大部分轉(zhuǎn)子動(dòng)能。在風(fēng)電機(jī)組中應(yīng)用虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù),可使其在電網(wǎng)擾動(dòng)過程中充分利用轉(zhuǎn)子儲(chǔ)備的動(dòng)能提供動(dòng)態(tài)支撐功率。

4.1 全功率型風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

改進(jìn)全功率型風(fēng)機(jī)的全功率變換器控制方法,可以實(shí)現(xiàn)全功率型風(fēng)機(jī)的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制模式,使其并網(wǎng)接口特性類似一臺(tái)傳統(tǒng)同步機(jī)[13],其控制方法如圖4(a)所示。

圖4 虛擬同步型風(fēng)機(jī)控制框圖Fig.4 Control block diagram of VSG controlled wind turbines

全功率型風(fēng)機(jī)通過一組背靠背變頻器實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組向電網(wǎng)傳遞能量的變換過程。其中機(jī)側(cè)變流器(MSC)的運(yùn)行模式模擬同步電動(dòng)機(jī)(VSM)。區(qū)別于全功率型風(fēng)機(jī)傳統(tǒng)控制中利用MSC實(shí)現(xiàn)MPPT,在VSM模式下的MSC主要用于直流母線電壓Udc及機(jī)側(cè)無功Qs,以維持電機(jī)側(cè)的單位功率因數(shù)輸出。同時(shí),網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)的運(yùn)行模式模擬虛擬同步發(fā)電機(jī),其不再以直流母線電壓作為控制目標(biāo),而是以MPPT功率控制為外環(huán),虛擬同步發(fā)電機(jī)模型為內(nèi)環(huán),實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)接口的虛擬同步化,同時(shí)承擔(dān)網(wǎng)側(cè)無功Qg的控制。

4.2 雙饋型風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

與全功率型風(fēng)機(jī)直接通過變頻器與電網(wǎng)連接不同,雙饋型風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)的功率交互回路包含兩部分:一部分由電機(jī)定子與電網(wǎng)直接相連;另一部分由電機(jī)轉(zhuǎn)子通過背靠背變頻器與電網(wǎng)相連。由于其并網(wǎng)接口特性只能通過轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(RSC)間接控制,且RSC以轉(zhuǎn)差頻率運(yùn)行,所以傳統(tǒng)虛擬同步發(fā)電機(jī)策略不能直接應(yīng)用于雙饋型風(fēng)機(jī)的虛擬同步化控制中,其具體控制框圖如圖4(b)所示。

其中GSC用于控制直流母線電壓及GSC的無功輸出Qgs,為了實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的虛擬同步發(fā)電機(jī)接口特性,可參考VSM的控制方式[48],較容易實(shí)現(xiàn)其與電網(wǎng)接口處的虛擬同步化控制。考慮到RSC具備轉(zhuǎn)差頻率運(yùn)行和間接控制定子側(cè)輸出的兩大特殊性,VSG控制也需相應(yīng)改進(jìn)。首先,其有功指令為風(fēng)機(jī)MPPT指令,反饋功率為采樣并網(wǎng)處電壓ug和電流ig后計(jì)算得到的總功率Pg,即定子輸出與GSC輸出功率之和。其次,在虛擬同步發(fā)電機(jī)模型中計(jì)算出的自同步頻率需要減去當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速后再作為實(shí)際RSC電壓矢量的旋轉(zhuǎn)頻率[15]。綜上,即可在雙饋型風(fēng)機(jī)的并網(wǎng)點(diǎn)處模擬出類似傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的外特性。

4.3 單臺(tái)虛擬同步型風(fēng)機(jī)性能

圖5所示為1.5 MW的虛擬同步型雙饋風(fēng)電機(jī)組(DFIG-VSG)在各類擾動(dòng)下的并網(wǎng)仿真波形。該DFIG-VSG采用上述控制,各類事件時(shí)序如下:0.1 s時(shí)GSC啟動(dòng)建立直流母線;1 s時(shí)RSC啟動(dòng)預(yù)同步控制;2 s時(shí)定子并入電網(wǎng),并輸出當(dāng)前風(fēng)速下的最大功率;4 s時(shí)電網(wǎng)電壓跌落5%,并在6 s恢復(fù);8 s時(shí)風(fēng)速由8 m/s上升至14 m/s;10 s時(shí)電網(wǎng)頻率跌至49.75 Hz,并在12 s恢復(fù)為50 Hz。

圖中:Pg,Ps,Pgs分別為并網(wǎng)總功率、定子輸出功率和GSC吸收功率;fg,fs,fgs分別為電網(wǎng)頻率、定子頻率和GSC頻率;ωr,ωs,ωrs分別為轉(zhuǎn)子角速度、電網(wǎng)角速度和轉(zhuǎn)差角速度。從圖中可以看出,在風(fēng)速變化及穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下,DFIG-VSG可以提供現(xiàn)有風(fēng)機(jī)控制的MPPT功能,同時(shí),在網(wǎng)側(cè)擾動(dòng)時(shí)可以通過釋放、吸收轉(zhuǎn)子動(dòng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)支持,并且機(jī)組具備較好的自同步頻率跟蹤能力。由于虛擬同步發(fā)電機(jī)控制的虛擬轉(zhuǎn)軸是基于50 Hz工頻的同步軸系,使得有功—頻率控制閉環(huán)中缺乏針對(duì)零序分量及負(fù)序分量的控制能力,在50%甚至80%的風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越過程中,現(xiàn)有研究大部分是將傳統(tǒng)低電壓穿越控制中的零序、負(fù)序電流控制閉環(huán)疊加于虛擬同步發(fā)電機(jī)的輸出參考值中,從而使得風(fēng)機(jī)滿足并網(wǎng)低電壓穿越規(guī)范[49]。

圖5 并網(wǎng)型DFIG-VSG在擾動(dòng)下的仿真波形Fig.5 Simulation waveforms of integrated DFIG-VSG under disturbances

4.4 風(fēng)電場(chǎng)聚合等值中的應(yīng)用

為了使電力系統(tǒng)能夠更好地分析大規(guī)模風(fēng)電接入后的電網(wǎng)穩(wěn)定性問題,風(fēng)電場(chǎng)聚合等值一直是本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。由于傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的控制過程缺乏統(tǒng)一的物理模型,導(dǎo)致分布式、多類型風(fēng)機(jī)間的動(dòng)態(tài)差異性顯著,風(fēng)電場(chǎng)模型的整體階數(shù)及非線性度較高,難以為電力系統(tǒng)提供有效的等值模型。虛擬同步型風(fēng)機(jī)由于具備模擬同步發(fā)電機(jī)接口特性的能力,可以為大規(guī)模、分布式風(fēng)電場(chǎng)的聚合等值研究提供機(jī)組層面的控制基礎(chǔ);同時(shí),基于虛擬同步型風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行聚合的風(fēng)電場(chǎng)模型在系統(tǒng)階數(shù)及參數(shù)物理含義上也可以與傳統(tǒng)同步電機(jī)類比,從而使得此類聚合模型不僅適用于現(xiàn)有的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析,而且增強(qiáng)了電力電子型電源與傳統(tǒng)以同步機(jī)為主導(dǎo)的電力系統(tǒng)的融合性。

圖6所示為采用實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)模型仿真某條匯流線上6臺(tái)風(fēng)機(jī)的并網(wǎng)功率結(jié)果,其中1,2,5號(hào)為全功率型機(jī)組,其余為雙饋型機(jī)組,機(jī)組風(fēng)速依據(jù)尾流效應(yīng)遞減,風(fēng)機(jī)均采用上述虛擬同步發(fā)電機(jī)控制方法。

仿真在10 s時(shí)網(wǎng)側(cè)擾動(dòng)使得系統(tǒng)頻率跌落,各臺(tái)機(jī)組自主提供動(dòng)態(tài)支撐,并在擾動(dòng)結(jié)束后恢復(fù)MPPT運(yùn)行。由于雙饋型風(fēng)機(jī)與全功率型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別,兩者的功率暫態(tài)過程依然存在差異,但受虛擬同步發(fā)電機(jī)模型約束,其在機(jī)電時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)特征具有較高的相似性,說明該風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)接入點(diǎn)的功率特性可以用一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)的機(jī)電模型進(jìn)行等值。當(dāng)前大部分電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析基于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺特性開展,從而基于虛擬同步型風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)聚合方法在模型階數(shù)及時(shí)間尺度上符合電力系統(tǒng)分析的要求。

圖6 風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各虛擬同步型機(jī)組的并網(wǎng)功率Fig.6 Active power of each VSG controlled wind turbine in a wind farm

5 結(jié)語

虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用使得電網(wǎng)與風(fēng)機(jī)的融合性、風(fēng)機(jī)對(duì)電網(wǎng)的支持能力都有了進(jìn)一步的提升,有利于高風(fēng)電滲透密度地區(qū)的風(fēng)能消納,同時(shí)也促進(jìn)了新能源并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。雖然該項(xiàng)技術(shù)已逐步應(yīng)用于示范工程中,但這種新型的風(fēng)機(jī)并網(wǎng)控制方式依然存在一些值得繼續(xù)探究的問題。

首先,用于虛擬同步型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量、阻尼等參數(shù)的選取尚未形成統(tǒng)一的整定規(guī)則,已有的設(shè)計(jì)方法或是從單機(jī)穩(wěn)定性角度選取參數(shù),或是通過機(jī)組約束條件及優(yōu)化方程計(jì)算[50],依然缺乏從系統(tǒng)角度及多機(jī)并聯(lián)角度出發(fā)提出歸一化的參數(shù)選取邏輯。同時(shí),由于頻率支撐依賴風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子動(dòng)能,而電壓支撐依賴風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)預(yù)留的無功容量,虛擬參數(shù)的選取也將直接決定風(fēng)機(jī)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)效率。因此,虛擬同步機(jī)的參數(shù)選取一方面需要滿足電力系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)壓需求,另一方面需要考慮風(fēng)電場(chǎng)全局協(xié)同控制及多機(jī)穩(wěn)定性問題,由于不同風(fēng)速下風(fēng)輪轉(zhuǎn)子儲(chǔ)存的動(dòng)能各異,所以各機(jī)組在頻率支撐過程中承擔(dān)的動(dòng)態(tài)功率應(yīng)根據(jù)穩(wěn)態(tài)輸出功率進(jìn)行分配,其參數(shù)對(duì)應(yīng)的標(biāo)幺值還應(yīng)與MPPT數(shù)值有關(guān)。針對(duì)虛擬同步型風(fēng)機(jī)可控參數(shù)選取的標(biāo)準(zhǔn)還需進(jìn)步深入研究及論證。

其次,由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的極限電壓、電流值大多受到所使用電力電子器件的邊界條件約束,其在短時(shí)過載、低電壓穿越等暫態(tài)特性方面的性能遠(yuǎn)低于實(shí)際的同步發(fā)電機(jī)組[51]。但在系統(tǒng)暫態(tài)、動(dòng)態(tài)過程中,可有效利用電力電子快速精準(zhǔn)的控制優(yōu)勢(shì),不僅使得虛擬同步型風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)機(jī)電時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)特性,還可以具備傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)所缺乏的諧波抑制、零序負(fù)序分量控制,以及不對(duì)稱運(yùn)行等狀態(tài)下的控制能力。針對(duì)虛擬同步型風(fēng)機(jī)的精細(xì)化建模及故障抑制策略也有待進(jìn)一步研究。

最后,雖然現(xiàn)有的虛擬同步技術(shù)可使單臺(tái)機(jī)組有效模擬同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)特性,但大型風(fēng)電場(chǎng)包含大量分布式風(fēng)機(jī),其關(guān)聯(lián)耦合和相互激勵(lì)問題較為復(fù)雜,目前大部分風(fēng)電場(chǎng)僅能夠依照機(jī)組穩(wěn)態(tài)功率進(jìn)行聚合等值[52]。而虛擬同步發(fā)電機(jī)控制中參數(shù)的柔性調(diào)節(jié)能力為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)不同類型風(fēng)機(jī)的并網(wǎng)動(dòng)態(tài)過程提供了聚合基礎(chǔ),不僅使得風(fēng)電場(chǎng)具備一定的調(diào)頻、調(diào)壓能力,同時(shí)基于虛擬同步型風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)聚合方法還可以建立更精準(zhǔn)的并網(wǎng)功率動(dòng)態(tài)模型,提高電力系統(tǒng)對(duì)大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)特征的認(rèn)知能力,以及加深電力電子控制的變速恒頻風(fēng)機(jī)與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的融合性。

隨著風(fēng)能在發(fā)電系統(tǒng)中所占比重的不斷增加,采用虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的風(fēng)電機(jī)組可以有效解決電力系統(tǒng)等效慣量、阻尼降低等問題,也為新能源友好型并網(wǎng)模式提供了新的解決思路。針對(duì)上述問題和熱點(diǎn),可進(jìn)一步開展在弱聯(lián)、復(fù)雜環(huán)境下,虛擬同步型風(fēng)電場(chǎng)的相關(guān)研究,掌握并聯(lián)機(jī)組及源—網(wǎng)間的功率交互規(guī)律,明確參數(shù)選取標(biāo)準(zhǔn),推進(jìn)風(fēng)能參與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)頻、調(diào)壓的規(guī)范制定,并逐步構(gòu)建具備靈活自主、支持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的新能源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)模式。

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柴建云(1961—),男,通信作者,教授,博士生導(dǎo)師,主要研究方向:電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用、電機(jī)運(yùn)行與控制。E-mail： chaijy@mail.tsinghua.edu.cn

趙楊陽(1990—),男,博士,主要研究方向:新能源發(fā)電與控制。E-mail: zhaoyy14@mails.tsinghua.edu.cn

孫旭東(1963—),男,副教授,主要研究方向:電機(jī)運(yùn)行與控制、并網(wǎng)逆變器。E-mail: sunxd@mail.tsinghua.edu.cn