嚴(yán)干貴,趙偉哲,張禮玨
(1.東北電力大學(xué) 電氣工程學(xué)院,吉林 吉林 132012;2.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司 電力科學(xué)研究院,江西 南昌 330000;3.中國(guó)電建集團(tuán)吉林省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司,吉林 長(zhǎng)春 130000)
低碳電力推動(dòng)風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展,風(fēng)電占比顯著增加.風(fēng)電機(jī)組輸出功率受風(fēng)速、氣壓等因素影響,具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性等特點(diǎn).因此,風(fēng)電并網(wǎng)容量的不斷增加給包括電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性在內(nèi)的電力系統(tǒng)安全運(yùn)行問題帶來新挑戰(zhàn).眾所周知,雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組在風(fēng)力發(fā)電中仍占主導(dǎo)地位[1],其經(jīng)變流器接入電網(wǎng),當(dāng)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行于最大功率跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)模式下時(shí),風(fēng)電機(jī)組不能響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化,對(duì)系統(tǒng)慣性無貢獻(xiàn)[2],導(dǎo)致系統(tǒng)整體慣性降低,惡化了系統(tǒng)運(yùn)行安全性.因此,高風(fēng)電滲透電力系統(tǒng)的調(diào)頻問題愈加突出.
提高電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力的有效途徑是配置一定的旋轉(zhuǎn)備用容量.部分國(guó)家如挪威[3]、英國(guó)[4]、德國(guó)[5]等都制定了相應(yīng)的并網(wǎng)準(zhǔn)則,要求風(fēng)電場(chǎng)需配置足夠備用容量以滿足系統(tǒng)調(diào)頻需求.
國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者在風(fēng)電機(jī)組調(diào)頻控制策略設(shè)計(jì)領(lǐng)域做了大量研究.文獻(xiàn)[6]首先提出通過模擬同步發(fā)電機(jī)組慣性,使風(fēng)電機(jī)組可短時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié);文獻(xiàn)[7]對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出特性進(jìn)行分析.針對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電在遇到頻率波動(dòng)時(shí)不具備慣性和調(diào)頻能力的問題,提出了應(yīng)用儲(chǔ)能補(bǔ)償系統(tǒng)的調(diào)頻需求,通過對(duì)儲(chǔ)能逆變器采用虛擬同步發(fā)電機(jī)控制策略,使光-儲(chǔ)作為一整體對(duì)外具備類似同步發(fā)電機(jī)特性,同時(shí)該系統(tǒng)還擁有保證光伏對(duì)外輸出功率穩(wěn)定的能力;文獻(xiàn)[8]提出通過控制風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行,使風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行于減載(Deloading Power Point Tracking,DPPT)模式,使之具有可持續(xù)向上調(diào)節(jié)功率空間[9~10].變速法響應(yīng)速度快、支撐持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),但受上限轉(zhuǎn)速限制,在高風(fēng)速工況下風(fēng)電機(jī)組可允許變速范圍非常有限,所能提供的備用功率支撐也微乎其微;為此,文獻(xiàn)[11]提出變速、變槳相協(xié)調(diào)的減載調(diào)頻控制策略,在高風(fēng)速下通過變槳降低機(jī)組出力,使機(jī)組仍能預(yù)留足夠備用容量以備系統(tǒng)調(diào)頻之需,但變槳調(diào)節(jié)速度慢,易造成機(jī)械磨損.
本文設(shè)計(jì)了雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組減載調(diào)頻運(yùn)行模式,基于PSCAD/EMTDC平臺(tái),構(gòu)建變速與變槳協(xié)調(diào)的減載調(diào)頻控制策略,分析了不同運(yùn)行工況下風(fēng)電機(jī)組調(diào)頻能力的差異性.與此同時(shí),圍繞風(fēng)電機(jī)群參與電力系統(tǒng)調(diào)頻問題,驗(yàn)證了所提出的風(fēng)電機(jī)群調(diào)頻控制策略的有效性,并且基于實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)分析了風(fēng)電機(jī)群不同減載程度參與調(diào)頻的經(jīng)濟(jì)性.
根據(jù)風(fēng)力機(jī)風(fēng)能捕獲原理:
(1)
Cp=Cp(β,λ),
(2)
λ=λ(Vm,ω),
(3)
最優(yōu)風(fēng)能捕獲功率為槳距角和轉(zhuǎn)速的函數(shù)
Popt=f(βopt,ωopt),
(4)
式中:ρ為空氣密度(kg/m3);R為葉片半徑(m);Vm為風(fēng)速(m/s);Cp為風(fēng)能捕獲系數(shù);λ為葉尖速比;β為槳距角(°);ω為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,ωmin<ω<ωmax(rpm).因此,可通過“變速法”或“變槳法”調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速或槳矩角,使其偏離最佳運(yùn)行點(diǎn),即可使機(jī)組具備“向上”調(diào)節(jié)功率的能力.次優(yōu)模式下風(fēng)力機(jī)捕獲的風(fēng)功率可表示為
P=f(βopt+Δβ,ωopt+Δω)
.
(5)
次優(yōu)模式下,風(fēng)力機(jī)輸出功率偏離最大風(fēng)能捕獲功率值越大,機(jī)組可釋放功率越大.由于不同工況下機(jī)組運(yùn)行約束不同,在設(shè)計(jì)機(jī)組減載水平時(shí),需要考慮具體約束.
機(jī)組運(yùn)行于功率追蹤區(qū)時(shí)通過“變速法”實(shí)現(xiàn)減載運(yùn)行,即
P=f(βopt,ωopt+Δω),
(6)
其中:Δβ=0°,定槳距運(yùn)行.
功率恒定區(qū)時(shí),受轉(zhuǎn)速極限限制,僅憑變速法難以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組減載功率的有效調(diào)節(jié),需輔之槳距角調(diào)節(jié),即
P=f(βopt+Δβ,ωopt+Δω),
(7)
其中:Δβ≠0°,變槳距運(yùn)行.
不同風(fēng)速下機(jī)組減載運(yùn)行曲線,如圖1所示.
圖1 不同風(fēng)況下減載運(yùn)行示意圖
圖2 風(fēng)力機(jī)MPPT與DPPT運(yùn)行模式下Pm-ωr曲線
考慮不同風(fēng)況下的運(yùn)行約束,可以得到如圖2所示的風(fēng)電機(jī)組減載運(yùn)行曲線.圖中ΔP為風(fēng)電機(jī)組減載運(yùn)行時(shí)面對(duì)系統(tǒng)頻率跌落可釋放電磁功率,即風(fēng)電機(jī)組能夠參與電力系統(tǒng)向上調(diào)頻的備用容量.
為確定風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻所需備用容量ΔP,本文定義機(jī)組減載程度del%:
(8)
式中:PN為額定功率,即本文所選功率基準(zhǔn)值.
根據(jù)風(fēng)力機(jī)減載運(yùn)行曲線,協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器對(duì)發(fā)電機(jī)的變速控制和風(fēng)力機(jī)槳距角控制,以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的減載運(yùn)行控制.
在根據(jù)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行曲線確定轉(zhuǎn)子運(yùn)行曲線,當(dāng)參考力矩、參考無功功率給定后,求得相應(yīng)的參考轉(zhuǎn)子電流,進(jìn)而控制轉(zhuǎn)子側(cè)變流器產(chǎn)生相應(yīng)轉(zhuǎn)子電壓,實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié).“變速法”通過降低輸出功率參考值,使風(fēng)電機(jī)組變速減載運(yùn)行,控制原理如圖3所示.
圖3 “變速法”發(fā)電功率控制策略
圖4 “變槳法”控制策略
圖5 同步發(fā)電機(jī)組調(diào)速器控制框圖
圖6 同步發(fā)電機(jī)組下垂控制特性曲線
圖7 頻率響應(yīng)下垂控制器
圖8 減載調(diào)頻綜合控制策略
當(dāng)“變速法”動(dòng)作后,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或風(fēng)功率超過其極限值時(shí),槳距角控制器動(dòng)作,增加風(fēng)力機(jī)槳距角,降低風(fēng)力機(jī)機(jī)械輸出功率[9],如圖4所示.
圖4中,ωr為發(fā)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速;ωref為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速參考值;β、βref為槳距角運(yùn)行值與參考值;βmax、βmin為槳距角最大值與最小值;max-rate、min-rate為槳距角變化率上限和下限.max表示取兩輸入信號(hào)大者,確保轉(zhuǎn)速超過最大值時(shí)槳距角控制動(dòng)作.此時(shí)“粗調(diào)”槳距角,限制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速越限,保持風(fēng)電機(jī)組輸出功率恒定.
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中,常規(guī)同步發(fā)電機(jī)組發(fā)展相對(duì)于新能源發(fā)電技術(shù)較為成熟,具有良好的穩(wěn)定性,調(diào)頻性能出色.本文通過分析借鑒同步發(fā)電機(jī)調(diào)頻機(jī)制,設(shè)計(jì)DFIG頻率響應(yīng)控制器,使其模擬同步發(fā)電機(jī)下垂特性,響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化.
對(duì)于同步發(fā)電機(jī)組,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率相耦合,系統(tǒng)有功功率缺失引起頻率跌落,誘發(fā)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降,釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能,阻尼頻率跌落.一段時(shí)間過后,調(diào)速器動(dòng)作,其控制框圖,如圖5所示.
圖5中,ωr為同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速;ω0為機(jī)租參考轉(zhuǎn)速;Kp為增益值;σ為同步發(fā)電機(jī)組調(diào)差系數(shù);ΔY為渦輪機(jī)閥門改變量.
渦輪機(jī)閥門位置的改變,增加了發(fā)電機(jī)由機(jī)械功率到電磁功率的轉(zhuǎn)化量,發(fā)電機(jī)有功輸出增加,響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化.同步發(fā)電機(jī)有功輸出隨系統(tǒng)頻率下降而增發(fā)的特性稱為下垂特性,如圖6所示.
圖6中,fa、fb和Δfab分別為a、b狀態(tài)下系統(tǒng)頻率及對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)頻率變化量;PGa、PGb和ΔPab分別為a、b狀態(tài)下發(fā)電機(jī)組有功出力及對(duì)應(yīng)的有功出力變化量.
DFIG頻率響應(yīng)控制器,如圖7所示.其中機(jī)組有功輸出增發(fā)量ΔP是系統(tǒng)頻率偏差的K倍,即
ΔP=Δf·K=(fsys-fn)·K,
(9)
式中:fsys為系統(tǒng)頻率(Hz);fn為額定頻率(Hz);K為頻率調(diào)整系數(shù).
頻率控制器動(dòng)作后,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降,迅速釋放動(dòng)能,同時(shí)槳距角參考值變化,觸發(fā)槳距角控制器再次動(dòng)作,槳距角下降,電磁功率增大.電磁功率增大的同時(shí),為維持轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)平衡,機(jī)械功率沿風(fēng)功率曲線逐漸上升,最終達(dá)到功率平衡.
本文設(shè)計(jì)減載調(diào)頻綜合控制策略,如圖8所示.
下垂控制調(diào)頻效果等同于同步發(fā)電機(jī)的一次調(diào)頻,即成比例的有差調(diào)節(jié),該調(diào)節(jié)過程作用時(shí)間短,動(dòng)作速度快,在風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻控制中廣泛采用.
基于PSCAD建立850 kW雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),設(shè)計(jì)了不同風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組減載運(yùn)行算例,對(duì)所提出控制策略有效性進(jìn)行驗(yàn)證.仿真結(jié)果中功率、轉(zhuǎn)速皆為標(biāo)幺值,選取風(fēng)電機(jī)組基本容量為基準(zhǔn)值,PB=PN=850 kW.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速最大值為1 900(rad/min),本文所選轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)值為1 500(rad/min),轉(zhuǎn)速極限值為1.27(p.u.).
本文設(shè)計(jì)不同運(yùn)行工況下減載控制策略,其關(guān)鍵在于低、中、高風(fēng)速下槳距角是否動(dòng)作、如何動(dòng)作.因此首先通過仿真分析驗(yàn)證不同運(yùn)行工況下減載控制策略設(shè)計(jì)合理正確,根據(jù)風(fēng)電機(jī)組物理運(yùn)行約束確定減載約束條件,從而得到不同風(fēng)速下減載能力.
3.1.1 減載方法驗(yàn)證
取功率追蹤區(qū)、功率恒定區(qū)時(shí)不同風(fēng)速8 m/s、11 m/s、13 m/s進(jìn)行仿真分析,5 s時(shí)降低有功功率參考值“Pb”,比較不同風(fēng)速下槳距角、轉(zhuǎn)速及電磁功率變化情況,仿真結(jié)果如圖9所示.
(a)Vw=8 m/s (b)Vw=11 m/s (c)Vw=13 m/s圖9 不同風(fēng)速下DFIG減載運(yùn)行仿真曲線
圖9給出了不同工況機(jī)組減載運(yùn)行時(shí)槳距角β、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr及電磁功率Pe的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線.低風(fēng)速下,槳距角不動(dòng)作,轉(zhuǎn)速明顯增大,電磁功率由0.32跌落至0.28,系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,風(fēng)電機(jī)組通過“變速法”實(shí)現(xiàn)6%減載運(yùn)行;中、高風(fēng)速下,槳距角及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速均明顯增大,電磁功率跌落,風(fēng)電機(jī)組通過“變速法”與“變槳法”協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)減載運(yùn)行.其中,中風(fēng)速下減載幅度9%,高風(fēng)速下減載幅度7%.
3.1.2 確定減載能力
為進(jìn)一步驗(yàn)證該減載控制策略對(duì)風(fēng)電機(jī)組功率跌落的幅度影響,本文通過給定不同有功功率參考值(即不同ΔPb),根據(jù)風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)量的變化情況,分析其減載運(yùn)行物理約束,并得到不同運(yùn)行工況下減載能力.
風(fēng)速分別在8 m/s、11 m/s下,5 s時(shí)分別降低ΔPb=0.1及ΔPb=0.2,仿真結(jié)果如圖10、圖11所示.
圖10 不同ΔPb下仿真結(jié)果(功率追蹤區(qū))圖11 不同ΔPb下仿真結(jié)果(功率恒定區(qū))
圖10、圖11對(duì)比了不同ΔPb下風(fēng)電機(jī)組受減載控制后槳距角β、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr及電磁功率Pe的響應(yīng)特性.由仿真結(jié)果可知,不同工況下,隨著ΔPb增加:槳距角動(dòng)作幅度增大(低風(fēng)速下不動(dòng)作);轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升幅度增大;電磁功率跌落幅度增大,即減載能力更強(qiáng).但若繼續(xù)增大ΔPb,仿真結(jié)果如圖12所示,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速易超過其極限值;電磁功率大幅波動(dòng),影響風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性.
(a)Vw=11 m/s (b)Vw=13 m/s圖12 ΔPb過大時(shí)仿真結(jié)果
因此,功率恒定區(qū),減載幅度受轉(zhuǎn)速極限值及運(yùn)行穩(wěn)定性限制;在低風(fēng)速下,轉(zhuǎn)速不會(huì)越限,但其可減載幅度很小.根據(jù)轉(zhuǎn)速極限以及功率穩(wěn)定約束,可近似得到不同風(fēng)速區(qū)間內(nèi)ΔPb的范圍,如表1所示.功率追蹤區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)速不會(huì)越限,ΔPb最大;隨風(fēng)速逐漸增大,ΔPb有所減小.
表1 不同風(fēng)速范圍下ΔPb取值
結(jié)合不同風(fēng)速下運(yùn)行約束條件,可得到各運(yùn)行工況下的仿真結(jié)果,如表2所示.不同風(fēng)速下減載前后功率曲線圖,如圖13所示.
表2 不同風(fēng)速下可減載功率仿真結(jié)果
圖13 不同風(fēng)速下減載前后功率曲線圖
結(jié)合表3和圖13,顯而易見,風(fēng)電機(jī)組在中等風(fēng)速下時(shí)減載能力最強(qiáng).
中等風(fēng)速下減載幅度最大,以中等風(fēng)速為例分析調(diào)頻控制的有效性.風(fēng)速為11 m/s,3 s加入減載控制模塊,增大轉(zhuǎn)速,使之減載運(yùn)行;減載運(yùn)行穩(wěn)定一段時(shí)間后,9 s系統(tǒng)功率跌落至49 Hz,仿真結(jié)果如圖14所示.
仿真結(jié)果表明,當(dāng)系統(tǒng)頻率下跌時(shí),風(fēng)電機(jī)組頻率控制環(huán)節(jié)動(dòng)作,轉(zhuǎn)速下降,釋放動(dòng)能,同時(shí)槳距角變小,風(fēng)電機(jī)組輸出機(jī)械功率增大,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻.該仿真結(jié)果說明本文所設(shè)計(jì)減載調(diào)頻控制策略能夠在系統(tǒng)頻率波動(dòng)時(shí)提有功支撐,響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化.
圖14 系統(tǒng)頻率跌落時(shí)風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真結(jié)果
圖15 相同減載與最大減載容量對(duì)比
圖16 各發(fā)電機(jī)組最大可減載程度圖
圖17 風(fēng)電場(chǎng)不同運(yùn)行模式下全天發(fā)電量對(duì)比圖
不同風(fēng)場(chǎng)同一時(shí)間風(fēng)況不同,同一風(fēng)場(chǎng)不同風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)況也存在差異.當(dāng)需要風(fēng)機(jī)參與調(diào)頻時(shí),若各風(fēng)機(jī)減載水平相同,平均分配減載功率必然存在不合理性.所以,根據(jù)不同風(fēng)況為各風(fēng)場(chǎng)乃至各風(fēng)機(jī)下派調(diào)頻任務(wù)變得尤為重要.
本文以風(fēng)速為8 m/s及11 m/s的兩臺(tái)850 kW風(fēng)電機(jī)組為例.根據(jù)本文仿真分析,8 m/s風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組最大減載幅度為6.82%,即可減載功率為58.0 kW.11 m/s風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組最大減載幅度為10.35%,即可減載功率為88.0 kW.需要該兩臺(tái)機(jī)組共同完成146 kW減載任務(wù),如若不按照各自減載能力分配減載任務(wù),而是平均分配需減載功率,即各自承擔(dān)73 kW,則此二臺(tái)機(jī)組運(yùn)行情況如圖15所示.
從仿真結(jié)果可知,若按照平均分配需減載功率的原則(圖中藍(lán)色曲線),在低風(fēng)速下槳距角動(dòng)作,頻繁變槳將降低風(fēng)機(jī)使用壽命;中風(fēng)速下并未充分利用可減載功率,風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行效率較低.根據(jù)本文設(shè)計(jì)的減載原則(圖中綠色曲線),可在不同風(fēng)速下充分利用各風(fēng)電機(jī)組調(diào)頻功率,又可避免頻繁變槳對(duì)風(fēng)機(jī)造成的機(jī)械磨損.
前文寫到,為了應(yīng)對(duì)風(fēng)功率不可預(yù)測(cè)性,德國(guó)電網(wǎng)導(dǎo)則要求風(fēng)電場(chǎng)保留其總裝機(jī)容量的9%作為功率備用.本文以東北地區(qū)某風(fēng)電場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)為例,該風(fēng)電場(chǎng)裝配64臺(tái)G58-850 kW雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組.結(jié)合仿真結(jié)論,得出圖16.
結(jié)果表明,風(fēng)場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組最大可下調(diào)功率受當(dāng)前風(fēng)況制約,最大減載程度僅為裝機(jī)容量3.59%,不切機(jī)情況下減載水平與德國(guó)電網(wǎng)導(dǎo)則要求相去甚遠(yuǎn).
另一方面,風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)期棄風(fēng)減載導(dǎo)致風(fēng)能極大的浪費(fèi).以1天風(fēng)速采樣數(shù)據(jù)為例,采樣周期為1分鐘.分別對(duì)比分析風(fēng)電場(chǎng)最大功率追蹤運(yùn)行模式下全天發(fā)電量,減載9%風(fēng)電場(chǎng)全天發(fā)電量以及仿真所得最大減載程度發(fā)電量,如圖17所示.
以全天最大功率追蹤模式運(yùn)行下的發(fā)電量(318.62 MW·h)為基準(zhǔn),可以看出,恒定減載9%(201.12 MW·h)較本文測(cè)得最大減載程度發(fā)電量(279.63 MW·h)多損失24.64%發(fā)電量.
至此,恒定減載水平容易造成風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量大規(guī)模浪費(fèi).采用本文設(shè)計(jì)方法,系統(tǒng)頻率跌落時(shí)風(fēng)電場(chǎng)有能力提供一定有功支撐的前提下,降低了風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)量,提高了風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)性.
本文圍繞風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻問題,設(shè)計(jì)了一種基于“變速”和“變槳”協(xié)調(diào)控制的減載調(diào)頻控制策略,通過理論和仿真分析得到如下結(jié)論:
(1)根據(jù)不同運(yùn)行工況下的物理約束條件,整定出具備向上調(diào)節(jié)能力的初始運(yùn)行點(diǎn).
(2)不同風(fēng)速下減載調(diào)頻策略、對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的約束條件及減載能力不同,低風(fēng)速下受有功輸出限制,減載能力低,僅需“變速法”便可實(shí)現(xiàn)減載運(yùn)行;中風(fēng)速下其轉(zhuǎn)速變動(dòng)幅度大,因此其減載能力最強(qiáng),需采用“變速法”和“間接變槳法”實(shí)現(xiàn)減載;高風(fēng)速下,其轉(zhuǎn)速已接近額定值,調(diào)節(jié)范圍小,且受風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性限制,減載能力低,需采用“變速法”和“間接變槳法”實(shí)現(xiàn)減載.
(3)與過去研究成果相比,本文設(shè)計(jì)減載控制策略只需設(shè)定不同風(fēng)速下最大ΔPb及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速極限值,即可將“轉(zhuǎn)速”及“槳距”控制系統(tǒng)靈活切換.
(4)下垂控制對(duì)頻率響應(yīng)速度快,可瞬間釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)頻率的支撐.
(5)按風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行工況優(yōu)化配置各機(jī)組減載任務(wù),可提高多機(jī)調(diào)頻效能,減少資源浪費(fèi).