變速風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性與系統(tǒng)阻尼控制研究的綜述報(bào)告

變速風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性與系統(tǒng)阻尼控制研究的綜述報(bào)告1.引言風(fēng)電作為一種清潔、可再生的能源，已成為當(dāng)今世界各國普遍推崇的發(fā)展方向之一。目前，全球安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量已超過740GW，占全球電力裝機(jī)容量的5%以上。隨著風(fēng)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電機(jī)組的可靠性、穩(wěn)定性和運(yùn)行效率成為制約其進(jìn)一步發(fā)展的重要因素。風(fēng)電機(jī)組的快速響應(yīng)和準(zhǔn)確控制是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。隨著風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不斷提高，控制系統(tǒng)不僅面臨著更加嚴(yán)峻的快速響應(yīng)要求，而且還需要具備更高的控制精度和穩(wěn)定性。針對(duì)這一問題，變速風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性和系統(tǒng)阻尼控制技術(shù)被提出，并逐漸成為當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。本文將從虛擬慣性技術(shù)和系統(tǒng)阻尼控制技術(shù)兩方面，對(duì)變速風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并探討其在未來的應(yīng)用前景。2.變速風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性技術(shù)虛擬慣性技術(shù)是指通過仿真增加發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性控制。該技術(shù)能夠提高風(fēng)電機(jī)組退出風(fēng)電系統(tǒng)的速度響應(yīng)，并能夠提高風(fēng)機(jī)荷載響應(yīng)速度和風(fēng)機(jī)切入、切出速度，從而提高風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。虛擬慣性技術(shù)的關(guān)鍵是如何有效地模擬發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性。目前，采用電容器仿真法和伺服電機(jī)仿真法是虛擬慣性技術(shù)的常用手段。電容器仿真法是通過安裝一定容量的電容器，模擬發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性。電容器仿真法的優(yōu)點(diǎn)是仿真簡(jiǎn)單，而且成本低廉。但是其缺點(diǎn)是不能模擬發(fā)電機(jī)的非線性特性，且需要針對(duì)不同的工況和控制模式進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。伺服電機(jī)仿真法是利用伺服電機(jī)來模擬發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性。伺服電機(jī)仿真法能夠更加準(zhǔn)確地模擬發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性，但是其成本較高。此外，為了進(jìn)一步提高風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，虛擬慣性技術(shù)需要與其他控制策略相結(jié)合。比如與無功控制、頻率控制、超前功率控制相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的功率控制和電壓穩(wěn)定控制。3.變速風(fēng)電機(jī)組的系統(tǒng)阻尼控制技術(shù)系統(tǒng)阻尼控制技術(shù)是通過對(duì)變速風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)矩和速度進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)阻尼控制。其中，系統(tǒng)阻尼可以有效地抑制電網(wǎng)關(guān)斷事件，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性。系統(tǒng)阻尼控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要先對(duì)風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行建立和參數(shù)辨識(shí)，進(jìn)而進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。常用的控制策略包括PID控制和模型預(yù)測(cè)控制。PID控制方法簡(jiǎn)單易用，但是僅適用于變化緩慢的控制系統(tǒng)。在風(fēng)電系統(tǒng)中，PID控制不能有效地解決系統(tǒng)的非線性和時(shí)變性，因此其控制效果有限。模型預(yù)測(cè)控制方法是一種基于模型的控制方法，能夠有效地解決系統(tǒng)的非線性和時(shí)變性問題。在變速風(fēng)電機(jī)組控制中，模型預(yù)測(cè)控制方法能夠通過預(yù)測(cè)風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)矩和速度響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)阻尼控制。與虛擬慣性控制類似，系統(tǒng)阻尼控制技術(shù)也需要與其他控制策略相結(jié)合，如輸電線路的電抗補(bǔ)償、無功控制等，才能實(shí)現(xiàn)風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4.結(jié)論變速風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性控制和系統(tǒng)阻尼控制技術(shù)是目前風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)，具有較高的應(yīng)用前景。通過虛擬慣性控制技術(shù)能夠提高風(fēng)電機(jī)組的快速響應(yīng)能力和穩(wěn)定性，通過系統(tǒng)阻尼控制技術(shù)能夠提高風(fēng)電系統(tǒng)的抗擾能力和穩(wěn)定性。兩者相結(jié)合，能夠有效地保證風(fēng)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。未