資源描述：
《變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組控制技術(shù)綜述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第34卷第10期Vol.34No.102010年5月25日May25,2010變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組控制技術(shù)綜述宋卓彥,王錫凡,滕予非,寧聯(lián)輝,張欽(西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院,陜西省西安市710049)摘要:對國內(nèi)外風(fēng)電接入電網(wǎng)的輸電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范進行了分析和比較,明確了風(fēng)電機組的控制要求及對應(yīng)的控制目標(biāo)。重點闡述了雙饋感應(yīng)異步發(fā)電機(DFIG)和多極直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(PMSG)2類變速恒頻(VSCF)風(fēng)電機組的拓?fù)浼耙宰畲蠊β庶c跟蹤(MPPT)為目標(biāo)的控制方案,其中主要對PMSG的控制方案進行了總結(jié)和比較;結(jié)合輸電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范對風(fēng)電機組
2、的控制要求,說明了VSCF風(fēng)電機組在低電壓穿越(LVRT)時的控制方案及保護措施,同樣以分析PMSG的LVRT控制方案及相應(yīng)保護措施為主。最后簡要介紹了風(fēng)電機組以提高電能質(zhì)量、調(diào)頻能力為目標(biāo)的研究現(xiàn)狀,并對采用分頻輸電技術(shù)的分頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進行了探討。關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電;輸電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范;矢量控制;最大功率點跟蹤;低電壓穿越;分頻輸電技術(shù)[4,8212]0引言統(tǒng)對風(fēng)電的要求以及風(fēng)電對系統(tǒng)的影響,對風(fēng)電的控制包括有功和無功功率輸出、風(fēng)電場運行范近10年來,全球的風(fēng)電裝機容量保持了高速增圍、電壓調(diào)節(jié)、低電壓穿越(lowvoltageride長
3、,歐洲、北美和亞洲是3個主要市場。截至2008through,LVRT)、電能質(zhì)量等方面。年底,歐洲風(fēng)電總裝機容量達(dá)到了65.9GW,比在世界范圍內(nèi),歐洲、北美的風(fēng)電技術(shù)處于領(lǐng)先2007年增長了約15%,風(fēng)能滿足了歐盟約4.2%的地位,文獻(xiàn)[8211]給出了歐洲、美洲國家(地區(qū))的風(fēng)用電需求。根據(jù)歐盟委員會最新的規(guī)劃,到2020年電接入電網(wǎng)的輸電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。北歐國家的風(fēng)電普風(fēng)電裝機要達(dá)到230GW,以滿足歐盟地區(qū)14%～[1]及水平最高,德國風(fēng)電的裝機容量又是全歐洲最多18%的電力需求。這與美國能源部提出的風(fēng)力發(fā)[2]的;另外,由于北
4、美電力系統(tǒng)自身電力市場的構(gòu)成以電建設(shè)規(guī)劃不謀而合。由文獻(xiàn)[2]可知,美國的風(fēng)及輸電網(wǎng)所有權(quán)的分散,造成與風(fēng)電相關(guān)的部分標(biāo)力發(fā)電裝機容量2004年占新增裝機容量的不到[10]準(zhǔn)仍在起草或更新中。因此,本文只選取北歐、2%,至2008年已經(jīng)提高到42%,目前美國的風(fēng)力發(fā)電量已經(jīng)占到總發(fā)電量的1.26%。中國的風(fēng)電德國以及中國關(guān)于風(fēng)電接入電網(wǎng)的相關(guān)輸電規(guī)范進雖然起步較晚,但截至2008年底,風(fēng)電裝機已經(jīng)達(dá)行比較,明確了系統(tǒng)對風(fēng)電(場)機組的控制要求及到12.2GW,按照目前的發(fā)展速度,在2010年將有對應(yīng)的控制目標(biāo);然后結(jié)合輸電規(guī)范,主要對
5、2類變可能超越西班牙和德國,風(fēng)電總裝機容量躍居世界速恒頻(variablespeedconstantfrequency,VSCF)第2位。根據(jù)世界風(fēng)能委員會的預(yù)測,到2020年全風(fēng)電機組,即雙饋感應(yīng)異步發(fā)電機(doublyfed[3]inductiongenerator,DFIG)和多極直驅(qū)式永磁同步世界的電力消耗將有12%來自風(fēng)力發(fā)電。隨著風(fēng)電裝機在系統(tǒng)中比重的增大,風(fēng)電對系統(tǒng)的影響發(fā)電機(permanentmagnetsynchronousgenerator,也越發(fā)明顯。PMSG),以最大功率點跟蹤、LVRT為目標(biāo)的控制[425]
6、方案進行研究風(fēng)電對系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在電能質(zhì)量方,最后介紹了風(fēng)電機組的其他控制目面,包括電壓變化、諧波、閃變3個方面的內(nèi)容。此標(biāo)和分頻(變速變頻)風(fēng)電系統(tǒng)的研究進展。外,還體現(xiàn)在對電網(wǎng)可靠性的影響,其中又包括了短1風(fēng)電機組的控制目標(biāo)期影響和長期影響。短期影響有備用、輸電阻塞(輸電網(wǎng)效率下降)、常規(guī)機組效率降低、減排等方面,長針對風(fēng)電機組自身的標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)電(場)機組所接期影響主要是指對發(fā)電容量充裕度的影響,一般從入電網(wǎng)的輸電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范共同形成了對風(fēng)電機組的[627]風(fēng)電機組容量可信度的角度進行說明。結(jié)合系控制要求。本節(jié)總結(jié)了風(fēng)電機組的控制
7、要求,進而得到相應(yīng)的控制目標(biāo)。收稿日期:2009212207;修回日期:2010202210。1.1風(fēng)電機組標(biāo)準(zhǔn)國家自然科學(xué)基金資助項目(50777052)。IEC61400系列標(biāo)準(zhǔn)是目前國際上最為通用的—8—·綜述·宋卓彥,等變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組控制技術(shù)綜述風(fēng)電機組標(biāo)準(zhǔn),國內(nèi)目前沿用的風(fēng)電機組標(biāo)準(zhǔn)大部風(fēng)電機組要求最嚴(yán)格,要求能夠運行在47.5Hz～分是由國際電工委員會(IEC)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而來,例如53.0Hz,電壓(標(biāo)幺值)為0.85～1.10;E.ON公司目前使用的GB/T20320—2006《風(fēng)電機組電能質(zhì)要求風(fēng)電機組運行在47.
8、5Hz～51.5Hz,電壓為量測量和評估標(biāo)準(zhǔn)》與IEC61400221是一樣的;即0.9～1.1;國內(nèi)要求風(fēng)電機組能運行在48Hz～使是德國使用的FGW(2002)標(biāo)準(zhǔn),除了在數(shù)據(jù)采51Hz,運行電壓為0.9～1.1。超
