柴斌，侍喬明，擺世彬，王永平，劉若鵬

（1.國網(wǎng)寧夏電力有限公司超高壓公司，寧夏 銀川 750011；2.南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211102；3.國網(wǎng)寧夏電力有限公司，寧夏 銀川 750001）

0 引 言

隨著我國風(fēng)電裝機(jī)容量的不斷增加，風(fēng)電在電網(wǎng)中滲透率不斷提升。由于傳統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)存在的解耦特性，使得風(fēng)電機(jī)組在最大功率跟蹤控制方式下不會響應(yīng)系統(tǒng)頻率的變化，無法為電網(wǎng)提供慣量和一次調(diào)頻支持，這給電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定帶來了巨大挑戰(zhàn)[1-3]。

風(fēng)電虛擬慣量控制能夠使得風(fēng)電機(jī)組響應(yīng)系統(tǒng)頻率的變化，為電網(wǎng)提供慣量和暫態(tài)調(diào)頻支持[4]。相比傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)組，風(fēng)電機(jī)組通過虛擬慣量控制參與電網(wǎng)調(diào)頻存在自身的特點(diǎn)和限制[5]。目前，風(fēng)電參與電網(wǎng)調(diào)頻的研究主要從風(fēng)電場協(xié)調(diào)控制角度開展[6-7]，實(shí)際風(fēng)機(jī)參與調(diào)頻時，為了保證風(fēng)電機(jī)組參與調(diào)頻的快速性，風(fēng)電機(jī)組需自身能夠自動檢測系統(tǒng)頻率，調(diào)整風(fēng)機(jī)出力，然后自動恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，因此，要實(shí)現(xiàn)虛擬慣量控制在風(fēng)電機(jī)組中的實(shí)際應(yīng)用，還需要考慮風(fēng)電機(jī)組的頻率響應(yīng)特點(diǎn)，進(jìn)一步研究虛擬慣量控制在風(fēng)機(jī)實(shí)際執(zhí)行的時序。

針對風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻存在的特點(diǎn)和限制，以直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(directly-driven wind turbine with permanent-magnet synchronous generator，D-PMSG)為研究對象，基于已有的比例微分(proportion differential，PD)虛擬慣量控制方法，提出了一種實(shí)用的風(fēng)電虛擬慣量控制方法，給出了該方法在實(shí)際風(fēng)電機(jī)組中應(yīng)用的具體步驟，并通過仿真分析和實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了所提方法在實(shí)際風(fēng)機(jī)中應(yīng)用的可行性。

1 風(fēng)電虛擬慣量控制的原理及特點(diǎn)

1.1 風(fēng)電PD虛擬慣量控制的基本原理

D-PMSG主要由風(fēng)力機(jī)、傳動軸、永磁發(fā)電機(jī)(permanent-magnet synchronous generator，PMSG)、全功率變流器(full-power converter，F(xiàn)PC)及其控制系統(tǒng)組成，其中，風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動PMSG 旋轉(zhuǎn)發(fā)電，全功率變流器實(shí)現(xiàn)對PMSG 輸出功率的變換與控制。D-PMSG機(jī)組并入電網(wǎng)后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 D-PMSG 并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1中，風(fēng)力機(jī)捕獲的風(fēng)電功率Pwind的表達(dá)式[8]為

式中：ρ為空氣密度；r為風(fēng)輪的半徑；v為風(fēng)速；Cp為風(fēng)力機(jī)的功率系數(shù)；θ為槳距角；λ為葉尖速比；λ=ωwr/v；ωw為風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速。

D-PMSG 機(jī)組PD 虛擬慣量控制是在風(fēng)電機(jī)組最大功率跟蹤控制(maximum power point tracking，MPPT)的基礎(chǔ)上，引入與系統(tǒng)頻率偏差比例、微分量相關(guān)的輔助功率PVIC，使風(fēng)電機(jī)組在系統(tǒng)頻率波動時改變其出力，實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻特性和慣性響應(yīng)特性的模擬，其原理如圖2所示，圖中，PVIC表達(dá)式[3]為

圖2 風(fēng)電PD虛擬慣量控制的原理

式中：p為微分算子；kp、kd分別為比例、微分控制系數(shù)；Δω*為系統(tǒng)頻率偏差量的標(biāo)幺值，Δω*=ω*-1，ω*=ω/ωn；ω為系統(tǒng)角頻率；ωn為系統(tǒng)的額定角頻率。

風(fēng)電機(jī)組的參考功率Pw_ref由MPPT控制輸出功率PMPPT和虛擬慣量控制輔助功率PVIC組成，即

PMPPT表達(dá)式[9]為

式中:kmax為使風(fēng)力機(jī)捕獲風(fēng)能達(dá)到最大值的控制系數(shù)，其數(shù)值為0.5ρπr5Cpmax/λopt3；Cpmax、λopt分別為最優(yōu)功率對應(yīng)的功率系數(shù)和葉尖速比。

1.2 風(fēng)電機(jī)組通過虛擬慣量參與電網(wǎng)調(diào)頻的特點(diǎn)

風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量控制引入前后的系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性對比結(jié)果如圖3所示。圖中，未引入虛擬慣量控制時，風(fēng)電機(jī)組工作在MPPT 控制狀態(tài)，風(fēng)電機(jī)組不響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化；虛擬慣量控制引入后，系統(tǒng)頻率波動時，D-PMSG通過改變機(jī)組的出力參與電網(wǎng)調(diào)頻，有效降低了系統(tǒng)頻率的下降速率，減小了系統(tǒng)頻率波動的最大偏差值。

從圖3特性可見，相比傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組，D-PMSG通過虛擬慣量控制參與電網(wǎng)調(diào)頻具有如下特點(diǎn):

圖3 風(fēng)電機(jī)組引入虛擬慣量控制前后系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性對比

1）快速性和可控性。全功率變流器具有快速、靈活的響應(yīng)特點(diǎn)，D-PMSG 的出力能夠根據(jù)需求進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，從而為系統(tǒng)提供快速的有功支撐。

2）暫時性。D-PMSG 主要通過調(diào)節(jié)機(jī)組出力、改變機(jī)組的轉(zhuǎn)子動能來為系統(tǒng)提供調(diào)頻支持，在這個過程中，由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動能的有限性，一方面，需要考慮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，保證風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在一定范圍（如0.6～1.0 p.u.）內(nèi)變化，防止風(fēng)機(jī)因轉(zhuǎn)速過低而引起風(fēng)機(jī)停機(jī)；另一方面，風(fēng)機(jī)參與電網(wǎng)調(diào)頻過程后，由于其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速偏離了最優(yōu)轉(zhuǎn)速，因此需要考慮通過轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制使機(jī)組轉(zhuǎn)速回到最優(yōu)轉(zhuǎn)速，從而保證機(jī)組的發(fā)電效率。

2 風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量控制方法的應(yīng)用

2.1 實(shí)用的風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量控制策略

一種實(shí)用的PD 虛擬慣量控制方法的原理如圖4所示。

圖4 實(shí)用的PD虛擬慣量控制策略

該方法主要從以下三個方面進(jìn)行了改進(jìn):

1）頻率事件的檢測。風(fēng)電機(jī)組通過虛擬慣量控制參與系統(tǒng)調(diào)頻，主要目的是應(yīng)對系統(tǒng)中的較大或異常負(fù)荷波動，對于系統(tǒng)中幅值較小的負(fù)荷波動則可以不用響應(yīng)。為了保證機(jī)組的發(fā)電效率，有必要設(shè)置系統(tǒng)響應(yīng)的死區(qū)，使得虛擬慣量控制只有在系統(tǒng)頻率超過死區(qū)時才動作。另外，虛擬慣量控制主要改善的是系統(tǒng)頻率的暫態(tài)特性，而對于系統(tǒng)頻率的靜態(tài)偏差，風(fēng)電機(jī)組則無法也不需要響應(yīng)。因此，風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量控制啟動條件為系統(tǒng)頻率超過頻率區(qū)間[fL,fH]且系統(tǒng)頻率變化率|df/dt|大于閾值δf。

2）轉(zhuǎn)速保護(hù)模塊。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，由于機(jī)組的轉(zhuǎn)子動能較小，風(fēng)機(jī)虛擬慣量控制容易導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)速的快速下降，嚴(yán)重時容易引起機(jī)組停機(jī)。因此，引入轉(zhuǎn)速保護(hù)模塊，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于安全值ωw1時，通過將轉(zhuǎn)速模塊使能置零，從而使風(fēng)機(jī)直接退出系統(tǒng)調(diào)頻。

3）轉(zhuǎn)速延時恢復(fù)模塊。風(fēng)電機(jī)組通過虛擬慣量控制參與系統(tǒng)暫態(tài)調(diào)頻后，由于調(diào)頻過程中轉(zhuǎn)子動能的改變使得轉(zhuǎn)速偏離最優(yōu)值，同時由于下垂控制環(huán)節(jié)的存在，虛擬慣量控制所得的輔助功率PVIC=-kpΔω*≠0，這使得機(jī)組在偏離MPPT 點(diǎn)處再次達(dá)到穩(wěn)定。因此，只要系統(tǒng)頻率存在偏差（范圍超過死區(qū)），風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速就不會自動恢復(fù)到最優(yōu)值。風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速偏離最優(yōu)值，不僅影響風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率，同時還會影響機(jī)組再次參與系統(tǒng)調(diào)頻的能力?？紤]到系統(tǒng)二次調(diào)頻的時間較長，異常負(fù)荷擾動后，系統(tǒng)頻率偏差將會較長時間存在。因此，主動參與系統(tǒng)暫態(tài)調(diào)頻后，風(fēng)電機(jī)組有必要采用適當(dāng)?shù)目刂品椒?，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及時恢復(fù)到最優(yōu)值。

2.2 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制方法

風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制的本質(zhì)是逐漸減小PVIC直至其等于零，從而為風(fēng)機(jī)提供一個趨向最優(yōu)轉(zhuǎn)速的加速轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制的常用方法是在PVIC的基礎(chǔ)上疊加一個與之相反的補(bǔ)償功率ΔPREC，從而抵消PVIC的作用。圖4中，經(jīng)轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制補(bǔ)償后，風(fēng)機(jī)實(shí)際添加的調(diào)頻輔助功率為PVIC_REC，PVIC_REC=PVIC-ΔPREC。

目前常用的轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制方法是采用（proportional integral，PI）控制器來得到補(bǔ)償功率，其原理如圖5所示。圖中，ωw0為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值（MPPT 控制所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速），ΔPREC為進(jìn)行轉(zhuǎn)速恢復(fù)而產(chǎn)生的補(bǔ)償功率，觸發(fā)信號控制轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程的起停。

采用圖5所示的PI 轉(zhuǎn)速恢復(fù)方法存在PI 參數(shù)難以選擇的問題：若PI 參數(shù)取值過小，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)速度會較慢；若PI 參數(shù)取值過大，則容易導(dǎo)致風(fēng)機(jī)有功出力變化幅度過大，從而給系統(tǒng)頻率帶來二次影響。同時，PI 轉(zhuǎn)速恢復(fù)方法中，補(bǔ)償功率ΔPREC的大小完全由風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏差的大小來決定，因此無法很好地預(yù)估和控制轉(zhuǎn)速恢復(fù)對系統(tǒng)頻率二次影響的大小。

圖5 比例積分轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制原理

考慮到轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制的本質(zhì)是逐漸減小PVIC_REC直至其等于零，從而使風(fēng)機(jī)主動退出虛擬慣量控制。因此，通過直接對虛擬慣量控制模塊輸出的調(diào)頻輔助功率PVIC進(jìn)行補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的恢復(fù)控制，其原理如圖6所示。

圖6 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制方法

補(bǔ)償功率的表達(dá)式如式（5）所示:

式中：fREC(t)為補(bǔ)償函數(shù)，風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程由該函數(shù)決定。

當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速低于最優(yōu)轉(zhuǎn)速時，風(fēng)電機(jī)組需要通過減小機(jī)組出力來增加轉(zhuǎn)子動能，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的恢復(fù)。這個過程中，風(fēng)機(jī)出力的減小必然會對系統(tǒng)頻率產(chǎn)生二次影響，這是無法避免的。然而，合理的轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程可以盡量減小這種影響，采用如下函數(shù)實(shí)現(xiàn)平滑過渡：

式中：tREC,on為轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制的啟動時刻；TREC為轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程持續(xù)的時間。補(bǔ)償函數(shù)的變化曲線如圖7所示。

圖7 轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制函數(shù)值的變化曲線

轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程中，轉(zhuǎn)速恢復(fù)啟動時刻和持續(xù)時間的不同均會對系統(tǒng)頻率產(chǎn)生影響。由于系統(tǒng)慣性響應(yīng)的過程通常為5～10 s，因此，轉(zhuǎn)速恢復(fù)通常在虛擬慣量控制啟動后的5～10 s內(nèi)啟動。對于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)的持續(xù)時間，考慮到電網(wǎng)頻率的一次調(diào)節(jié)時間通常為10～30 s，因此可選擇的30 s。

圖8為D-PMSG 在未引入轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制和采用式（5）和式（6）所示的轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制條件下所對應(yīng)的響應(yīng)過程。

圖8中，tVIC,on為虛擬慣量控制啟動的時刻，tREC,on和tREC,off分別為轉(zhuǎn)速恢復(fù)啟動和完成的時刻，tREC,on-tVIC,on=10 s，轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程持續(xù)的時間TREC=25 s，tREC,off=tREC,on+TREC。從圖8(b)中可見，D-PMSG通過減小機(jī)組輸出的電磁功率，使其小于風(fēng)力機(jī)的機(jī)械出力，從而實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的恢復(fù)。

圖8 轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制引入前后D-PMSG的響應(yīng)特性對比

圖9為不同轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制參數(shù)條件下的系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線對比，其中，轉(zhuǎn)速恢復(fù)case1 代表tREC,on-tVIC,on=10 s，TREC=25 s 時的響應(yīng)曲線，轉(zhuǎn)速恢復(fù)case2 代表tREC,on-tVIC,on=5 s，TREC=35 s 時的響應(yīng)曲線。從圖9中可見，通過調(diào)整轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制啟動的時刻和持續(xù)時間，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的恢復(fù)控制，同時可以有效控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程對系統(tǒng)頻率產(chǎn)生的二次影響。

圖9 不同轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制參數(shù)下的電網(wǎng)頻率特性對比

2.3 風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量控制應(yīng)用的實(shí)施步驟

1）頻率事件檢測。當(dāng)系統(tǒng)頻率超過頻率區(qū)間[fL,fH]且系統(tǒng)頻率變化率|df/dt|大于閾值δf時，虛擬慣量控制模塊使能位VICen置1，即VICen=1，此時，虛擬慣量控制模塊啟動，此時刻記為tVIC,on。

2）虛擬慣量控制過程。當(dāng)VICen=1 時，風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)頻率的暫態(tài)響應(yīng)控制。由于虛擬慣量控制僅提供暫態(tài)調(diào)頻支持，因此虛擬慣量控制有效作用的時間TVIC通常為5～10 s。虛擬慣量控制過程中，ΔPREC=0，PVIC_REC=PVIC。

3）轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程。當(dāng)t＞（tVIC,on+TVIC）且VICen=1時，轉(zhuǎn)速恢復(fù)使能位RECen置1，轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制過程啟動。轉(zhuǎn)速恢復(fù)啟動的時刻記為tREC,on，tREC,on=tVIC,on+TVIC。經(jīng)轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制補(bǔ)償后，風(fēng)機(jī)實(shí)際添加的虛擬慣量調(diào)頻輔助功率PVIC_REC=PVIC[1-fREC(t)]。

4）MPPT運(yùn)行。當(dāng)t＞（TREC+tREC,on）時，PVIC_REC=0，轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程完畢，將VICen和RECen置為零，此時機(jī)組退出此次調(diào)頻過程，恢復(fù)到MPPT 運(yùn)行狀態(tài)，等待參與下一次系統(tǒng)頻率控制。轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制結(jié)束的時刻記為tREC,off，tREC,off=tREC,on+TREC。

上述過程完成后，雖然系統(tǒng)頻率可能仍存在一定的靜態(tài)偏差，但由于不滿足虛擬慣量控制模塊啟動的條件，因此風(fēng)電機(jī)組虛擬慣量控制不會啟動。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證本文所提的虛擬慣量控制應(yīng)用方法在實(shí)際風(fēng)機(jī)電機(jī)組中應(yīng)用的可能性，搭建了一套系統(tǒng)容量為35 kVA 的模擬風(fēng)電并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[10]，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖10所示。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包含兩套7.5 kW 的模擬D-PMSG 機(jī)組及一套20 kVA 的模擬同步發(fā)電機(jī)組，每套模擬D-PMSG包含模擬風(fēng)力機(jī)、PMSG、全功率變流器、并網(wǎng)變壓、模擬同步發(fā)電機(jī)，用換流器基于虛擬同步發(fā)電機(jī)算法進(jìn)行模擬。實(shí)驗(yàn)過程中，風(fēng)電虛擬慣量控制算法基于實(shí)際的風(fēng)電變流器控制器來實(shí)現(xiàn)。

圖10 直驅(qū)永磁模擬風(fēng)電并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)

圖10中，1 號和2 號模擬D-PMSG 的風(fēng)機(jī)風(fēng)速分別設(shè)置為9.5 m/s 和7.0 m/s，系統(tǒng)初始負(fù)荷P0為20 kW，突加4.3 kW(21.5%)的負(fù)荷擾動，分別在無虛擬慣量控制和所提的實(shí)用虛擬慣量控制方式下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比。所提實(shí)用虛擬慣量控制方法中，kp=2.14×105，kd=3.42×105，ωw1=0.6ωwn，系統(tǒng)負(fù)荷擾動發(fā)生5 s 后，風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制啟動，恢復(fù)過程持續(xù)時間TREC為35 s。系統(tǒng)頻率死區(qū)設(shè)置為49.9～50.1 Hz，系統(tǒng)頻率變化率的閾值δf取0.2%。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 未引入虛擬慣量控制

未引入虛擬慣量控制時，風(fēng)電機(jī)組工作在MPPT 控制方式下，系統(tǒng)的響應(yīng)特性曲線如圖11所示。

圖11 未引入虛擬慣量控制時系統(tǒng)響應(yīng)特性曲線

圖11中，當(dāng)系統(tǒng)遭受較大負(fù)荷功率擾動時，由于兩臺模擬D-PMSG 機(jī)組均未引入虛擬慣量控制，在恒風(fēng)速條件下機(jī)組的轉(zhuǎn)速和輸出功率基本保持不變，機(jī)組不響應(yīng)系統(tǒng)頻率的變化。此時系統(tǒng)調(diào)頻負(fù)擔(dān)完全由模擬同步發(fā)電機(jī)承擔(dān)，系統(tǒng)頻率波動范圍較大，其最低點(diǎn)達(dá)到48.92 Hz。

3.2.2 采用所提的實(shí)用虛擬慣量控制策略

圖12為采用所提的實(shí)用虛擬慣量控制策略的響應(yīng)特性。

圖12 采用所提虛擬慣量控制方法時的響應(yīng)特性曲線

圖12中，虛擬慣量控制的引入使得系統(tǒng)頻率的最低點(diǎn)由48.92 Hz 提升到了49.33 Hz。調(diào)頻過程中，1 號風(fēng)機(jī)通過轉(zhuǎn)速恢復(fù)控制的作用，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速能夠自動恢復(fù)到MPPT 狀態(tài)；2 號風(fēng)機(jī)由于風(fēng)速較低，參與調(diào)頻過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時，在轉(zhuǎn)速保護(hù)的作用下能夠及時退出頻率控制。

通過以上實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果可見，所提的實(shí)用虛擬慣量控制方法在實(shí)際的風(fēng)電換流器控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)時，風(fēng)電機(jī)組能夠正確檢測系統(tǒng)頻率擾動情況，有效參與系統(tǒng)調(diào)頻，參與調(diào)頻過程中，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速保護(hù)能夠及時動作，從而避免風(fēng)機(jī)因轉(zhuǎn)速過低引起停機(jī)。參與調(diào)頻過程后，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速能夠正?；謴?fù)到MPPT 控制工作點(diǎn)，從而保證風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率。

4 結(jié)論

為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電PD 虛擬慣量控制在實(shí)際風(fēng)電機(jī)組中的應(yīng)用，針對風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻存在的特點(diǎn)和限制，基于已有的PD 虛擬慣量控制方法，提出了一種實(shí)用的風(fēng)電虛擬慣量控制方法，并給出了該方法的具體執(zhí)行步驟。所提方法從頻率事件檢測、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速保護(hù)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)三個方面對已有PD 虛擬慣量控制方法進(jìn)行了優(yōu)化，使風(fēng)電機(jī)組在正確響應(yīng)的頻率擾動后能夠及時恢復(fù)到最優(yōu)轉(zhuǎn)速運(yùn)行，從而提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率，并為下一次調(diào)頻控制做好準(zhǔn)備。本文通過仿真分析和實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了所提方法在實(shí)際風(fēng)機(jī)中應(yīng)用的可行性。