电网扰动下的风电机组变桨距控制策略与集成设计

网源协调环境下风电机组变桨距控制策略是提高风电并网稳定性及接纳能力的关键技术。该文由苏永新、段暋斌、敬章龙和龙暋辛共同撰写，探讨了在电网受到扰动时，如何设计和优化风电机组的变桨距控制策略，以确保系统的保护和频率控制。 首先，文章分析了电网扰动对风电有功功率控制的影响机制。有功功率控制是风电机组与电网交互的关键，它决定了风电场能够提供的电力大小。在电网稳定运行时，风电机组通常根据风速调整桨距角来维持功率输出。然而，当电网发生扰动，如频率波动或电压异常，风电机组需要迅速响应，改变其有功功率输出，以协助电网恢复稳定。 为了在保持现有变桨距系统软硬件的基础上实现这一目标，作者提出了一个基于层次化状态机的控制策略。状态机设计允许在电网正常和异常情况下，灵活切换和协调变桨距控制逻辑。这种设计改进了传统的变桨距控制状态机，使其能够在不同工况下更高效地工作。 此外，文中提出了一种紧急桨距角计算方法，该方法可根据电网状况动态调整风电机组的桨距角参考值。这种方法确保了风电机组在紧急情况下能够快速响应，按照系统保护和频率控制的需求调整输出功率，从而减轻电网负担并提高整体系统的安全稳定性。 仿真结果显示，所设计的状态机具有高度的可靠性和适应性，而提出的变桨距控制策略能够长时间、大幅度地调节风电机组的输出功率，满足系统保护和频率控制的要求。这一研究对于应对电网紧急情况，提升风电场的并网性能具有重要意义。 关键词涵盖了有功控制、电网扰动、风电机组、变桨距控制、状态机以及安全稳定控制。这项研究得到了国家自然科学基金的支持，反映了对风电并网技术的深入探索，特别是对于提高风电在电网中的接纳能力和应对电网异常事件的能力的研究。 总结来说，这篇研究论文主要关注的是在网源协调环境下，如何通过优化风电机组的变桨距控制策略，以适应电网扰动，实现风电机组的快速响应和有效功率调节，这对于风电产业的可持续发展和电网稳定运行至关重要。