雷添翔，律方成，劉教民，張 雷，周 倜，包 鑫

（1. 華北電力大學(xué) 新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071003；2. 華北電力大學(xué) 河北省輸變電設(shè)備安全防御重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071003；3. 中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，北京 100160；4. 中國(guó)華電香港有限公司，北京 100031）

0 引言

我國(guó)西北地區(qū)風(fēng)電資源豐富，大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)集中式并網(wǎng)發(fā)電，并通過高壓輸電線遠(yuǎn)距離輸送到負(fù)荷中心已成為當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)，風(fēng)電滲透率不斷提高給系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了新的挑戰(zhàn)［1］。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組DFIG（Doubly-Fed Induction Generator）具有發(fā)電效率高、變頻器容量小、可實(shí)現(xiàn)有功無功解耦控制等優(yōu)良特性，已成為大型風(fēng)電場(chǎng)的主力機(jī)型［2］。然而，DFIG 在變頻器控制模式下，機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率解耦，降低了系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，當(dāng)滲透率增加到一定程度時(shí)，將極大地削弱系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力［3］。實(shí)際上，DFIG 轉(zhuǎn)速的運(yùn)行范圍為0.7～1.2 p.u.，轉(zhuǎn)子中儲(chǔ)備著遠(yuǎn)大于同步機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，若能通過控制策略實(shí)現(xiàn)DFIG轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率的耦合，可大幅提高電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)能力。

控制風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻，通常是通過控制風(fēng)電機(jī)組模擬同步機(jī)慣性實(shí)現(xiàn)，常用方法［4］有虛擬慣性控制、下垂控制、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制、槳距角控制以及協(xié)調(diào)控制等。虛擬慣性控制［5］和下垂控制［6］是在風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)控制系統(tǒng)中附加頻率控制模塊，分別將系統(tǒng)頻率變化率和變化量引入控制系統(tǒng)，通過快速功率控制調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變化釋放或吸收轉(zhuǎn)子動(dòng)能，以補(bǔ)償或吸收系統(tǒng)有功功率突變量。但慣性控制要以犧牲頻率的超調(diào)量和過渡時(shí)間為代價(jià)；下垂控制系數(shù)不易確定，系數(shù)過大會(huì)使系統(tǒng)很難達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)［7］。除采用附加頻率控制外，文獻(xiàn)［8］推導(dǎo)了DFIG虛擬慣量與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電網(wǎng)頻率變化的關(guān)系，通過檢測(cè)系統(tǒng)頻率變化調(diào)節(jié)風(fēng)功率跟蹤曲線，但該方案在頻率變化初始時(shí)刻響應(yīng)遲緩，為此文獻(xiàn)［9］在轉(zhuǎn)子側(cè)控制系統(tǒng)中引入頻率變化微分控制，使DFIG在調(diào)頻全過程中提供有效的慣性支撐。此外，針對(duì)接入弱電網(wǎng)的DFIG 因鎖相環(huán)PLL（Phase Locked Loop）動(dòng)態(tài)行為影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題，文獻(xiàn)［10-11］采用有功功率控制代替PLL技術(shù)實(shí)現(xiàn)DFIG與電網(wǎng)同步運(yùn)行并提供慣量支撐。文獻(xiàn)［12］改變了PLL傳統(tǒng)的檢測(cè)作用，將PLL作為控制系統(tǒng)的一部分，在不添加任何附加控制回路的情況下，通過控制PLL 參數(shù)調(diào)節(jié)內(nèi)部電壓控制DFIG 的慣性。風(fēng)機(jī)通常運(yùn)行在最大功率點(diǎn)追蹤MPPT（Maximum Power Point Tracking）模式，缺乏備用容量，增加風(fēng)機(jī)虛擬慣量?jī)H能短時(shí)參與系統(tǒng)調(diào)頻。為拓展風(fēng)電機(jī)組參與調(diào)頻的時(shí)間尺度，可在附加頻率控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合超速法［13-14］或變槳法［15］使風(fēng)電機(jī)組在正常情況下減載運(yùn)行，獲得一定備用容量參與系統(tǒng)一次調(diào)頻。其中，變槳法響應(yīng)速度較慢且存在機(jī)械磨損，限制了其工程應(yīng)用，所以在滿足減載水平的條件下，超速法成為首選［16］。但預(yù)留備用容量限制了風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行有功出力，影響其經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

上述研究中提出的控制策略多是針對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷擾動(dòng)引起的頻率變化，除此之外，常見的引起系統(tǒng)頻率大幅變化的擾動(dòng)還有線路短路故障：當(dāng)高壓輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，送端會(huì)出現(xiàn)短時(shí)功率過剩，而當(dāng)故障解除線路恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)對(duì)送端功率的需求又瞬時(shí)增大，這期間的功率不平衡將會(huì)引起送端系統(tǒng)頻率短時(shí)大幅波動(dòng)。針對(duì)該情況，本文深入研究了輸電線路短路故障發(fā)生、發(fā)展及解除全過程中DFIG采用常規(guī)附加頻率控制的慣量阻尼特性，由此分析了常規(guī)附加頻率控制的局限性，并在此基礎(chǔ)上提出了DFIG 與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的改進(jìn)附加頻率控制策略。該策略在輸電線路發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)故障發(fā)生到解除的完整過程中系統(tǒng)頻率的變化規(guī)律，修正DFIG 常規(guī)附加頻率控制中的參數(shù)，使DFIG 出力隨系統(tǒng)頻率變化迅速調(diào)整，提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。最后，應(yīng)用MATLAB／Simulink 搭建4 機(jī)2 區(qū)域仿真模型，驗(yàn)證本文所提策略的有效性。

1 DFIG常規(guī)附加頻率控制原理

1.1 常規(guī)附加頻率控制策略

電力系統(tǒng)發(fā)電與用電實(shí)時(shí)平衡，當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生較大變化時(shí)，同步發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率緊密耦合，可及時(shí)響應(yīng)、釋放或吸收轉(zhuǎn)子動(dòng)能阻尼系統(tǒng)頻率變化，特別是擾動(dòng)初期，發(fā)電機(jī)慣性直接影響系統(tǒng)頻率變化率甚至系統(tǒng)穩(wěn)定性［17］。同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為：

式中：H為發(fā)電機(jī)組慣性常數(shù)；ω為實(shí)際電角速度；Δω=ω-ω0，ω0為額定電角速度；PM為機(jī)械功率；PE為電磁功率；D為阻尼系數(shù)。

DFIG 通常運(yùn)行在MPPT 模式下，不具備頻率響應(yīng)能力，當(dāng)其滲透率較高時(shí)，為提高系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特性，通常在DFIG中加入虛擬慣性控制等附加頻率控制環(huán)節(jié)，增加系統(tǒng)慣性［18］。常規(guī)附加頻率控制的具體實(shí)現(xiàn)方法是在風(fēng)電機(jī)組MPPT 控制的基礎(chǔ)上附加調(diào)頻輔助功率，附加功率來自轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化釋放或吸收的動(dòng)能，如圖1 所示。圖中：ωr為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；Pref為MPPT 模式下轉(zhuǎn)子側(cè)變流器有功功率參考值；Δf為系統(tǒng)頻率f與額定頻率fN的偏差；Kd、Kp分別為微分、比例控制系數(shù)；ΔP為總附加功率，如式（2）所示。

圖1 常規(guī)附加頻率控制示意圖Fig.1 Schematic diagram of conventional additional frequency control

總附加功率ΔP包括兩部分：ΔP1模擬同步發(fā)電機(jī)組有功功率靜態(tài)特性，當(dāng)系統(tǒng)頻率出現(xiàn)偏差時(shí)，機(jī)組響應(yīng)頻率變化，增發(fā)與頻率偏差項(xiàng)呈比例關(guān)系的有功功率；ΔP2模擬同步發(fā)電機(jī)組慣性響應(yīng)特性，當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，機(jī)組調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變化，注入或吸收與頻率微分項(xiàng)呈比例關(guān)系的有功功率。附加頻率控制使DFIG呈現(xiàn)下垂控制特性的同時(shí)，還具備類似同步機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性［19］。

1.2 短路故障下常規(guī)附加頻率控制的局限性分析

下面以一包含雙饋風(fēng)電場(chǎng)的4 機(jī)2 區(qū)域系統(tǒng)為例分析常規(guī)附加頻率控制存在的問題，系統(tǒng)模型如圖2 所示。圖中：G1為雙饋風(fēng)電場(chǎng)，含300 臺(tái)1.5 MW的DFIG，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速設(shè)為10 m／s；G2、G3為容量為900 MW 的火電廠，均配備了調(diào)速器和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；L1和L2分別為280 MW 和1 280 MW 的恒定有功負(fù)荷；C1和C2為無功補(bǔ)償裝置。

圖2 4機(jī)2區(qū)域系統(tǒng)模型Fig.2 Model of 4-machine and 2-area power system

DFIG 集中并網(wǎng)并通過高壓輸電線路傳輸?shù)截?fù)荷中心，高壓220 kV 輸電線路中的1 回線路發(fā)生三相短路故障F，故障持續(xù)0.15 s 后消失，線路恢復(fù)正常運(yùn)行。此過程中采用常規(guī)附加頻率控制的情況下，DFIG 相關(guān)參數(shù)的變化如圖3 所示。圖中，ΔP、ΔP1、ΔP2為標(biāo)幺值，后同。

圖3 短路故障下采用常規(guī)附加頻率控制時(shí)，DFIG參數(shù)的變化Fig.3 Change of DFIG parameters under short circuit fault using conventional additional frequency control

圖3 中，輸電線路在50 s 發(fā)生短路故障，50.15 s故障解除，在此期間，DFIG 的機(jī)端電壓最低降落到0.75 p.u.，送端系統(tǒng)頻率在故障期間急劇上升，故障解除后迅速下跌，本文通過仿真所得頻率變化曲線在故障發(fā)生、發(fā)展及解除全過程中的變化規(guī)律，與文獻(xiàn)［20］中永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組公共連接點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)所得到的頻率變化趨勢(shì)相似。不同于負(fù)荷單一突增、突減引起系統(tǒng)頻率單一下降或上升的情況，短路故障從發(fā)生到解除會(huì)連續(xù)經(jīng)歷頻率上升和下降2個(gè)過程。

頻率上升期間，下垂控制和慣性控制所產(chǎn)生的附加功率ΔP1和ΔP2均為負(fù)值，使轉(zhuǎn)子側(cè)有功參考值變小，從而控制轉(zhuǎn)子加速，吸收過剩有功功率，使DFIG 輸出功率減少以阻尼系統(tǒng)頻率上升。慣性控制在故障初始時(shí)刻發(fā)揮主導(dǎo)作用，提供較強(qiáng)的功率支撐，而下垂控制在故障初始時(shí)刻的支撐作用較弱，隨著頻率偏差增大，下垂控制的作用逐漸增強(qiáng)。0.15 s后故障切除，頻率上升到最大值后開始下降，系統(tǒng)對(duì)送端發(fā)電機(jī)組的有功需求瞬時(shí)增大，需要發(fā)電機(jī)組及時(shí)補(bǔ)發(fā)缺額有功功率，在此期間慣性控制所產(chǎn)生的功率ΔP2過零變?yōu)檎担兄谠黾愚D(zhuǎn)子側(cè)功率參考值，但慣性支撐作用較弱。而此時(shí)頻率偏差較大，下垂控制產(chǎn)生的功率ΔP1作用較強(qiáng)，但其值為負(fù)，因此總附加功率為負(fù)值，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子側(cè)功率參考值仍然較低，DFIG 輸出電磁功率小于捕獲的機(jī)械功率，轉(zhuǎn)子保持加速趨勢(shì)，無法釋放動(dòng)能滿足系統(tǒng)瞬時(shí)激增的有功需求，隨著頻率逐漸下降附加功率最終變?yōu)檎?，同時(shí)轉(zhuǎn)子開始減速運(yùn)行。

2 改進(jìn)附加頻率控制策略

在故障切除線路恢復(fù)正常運(yùn)行后，瞬時(shí)增大的有功需求導(dǎo)致系統(tǒng)頻率大幅跌落，此時(shí)若能發(fā)揮DFIG 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)快速響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，及時(shí)下調(diào)DFIG 轉(zhuǎn)速釋放動(dòng)能，補(bǔ)充系統(tǒng)有功功率缺額，緩解同步機(jī)組的調(diào)頻壓力，將有助于系統(tǒng)快速恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行。下調(diào)DFIG轉(zhuǎn)速首先應(yīng)增加轉(zhuǎn)子側(cè)有功功率參考值，使DFIG 輸出電磁功率大于捕獲的機(jī)械功率。故障切除、頻率開始下降后，頻率偏差由正的最大值開始降落，此時(shí)附加功率中起主導(dǎo)作用的下垂控制所產(chǎn)生的附加功率仍為負(fù)值，導(dǎo)致輸出的電磁功率低于捕獲的機(jī)械功率，DFIG 轉(zhuǎn)子仍有加速趨勢(shì)，不僅阻礙DFIG 快速釋放動(dòng)能，且進(jìn)一步加劇系統(tǒng)頻率的快速跌落。

若從故障切除頻率開始下降到降落為0 期間，下垂控制產(chǎn)生的附加功率變?yōu)檎?，則轉(zhuǎn)子側(cè)功率參考值將會(huì)瞬間增加，使電磁功率高于DFIG捕獲的機(jī)械功率，從而調(diào)節(jié)DFIG轉(zhuǎn)子減速運(yùn)行，釋放動(dòng)能阻尼系統(tǒng)頻率下降?；?.2 節(jié)對(duì)短路故障情況下DFIG常規(guī)附加頻率控制策略的慣量阻尼特性分析，針對(duì)其局限性及上述改進(jìn)方案提出了改進(jìn)附加頻率控制策略，該策略根據(jù)短路故障發(fā)生、發(fā)展及解除的完整過程中系統(tǒng)頻率的變化規(guī)律修正下垂控制系數(shù)，使DFIG 在整個(gè)過程中具有有效的慣量阻尼特性，從而使其有功出力隨頻率變化及時(shí)調(diào)整。改進(jìn)附加頻率控制策略的實(shí)現(xiàn)方法見圖4，其核心算法改進(jìn)下垂控制算法的具體實(shí)現(xiàn)流程見圖5。圖中：U為機(jī)端電壓幅值；e為控制信號(hào)。

圖4 改進(jìn)附加頻率控制策略示意圖Fig.4 Schematic diagram of improved additional frequency control

圖5 改進(jìn)下垂控制算法實(shí)現(xiàn)流程Fig.5 Implementation process of improved proportional control algorithm

當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行或發(fā)生負(fù)荷擾動(dòng)而引起系統(tǒng)頻率變化時(shí)，e=0，DFIG 采用圖1 所示的常規(guī)附加頻率控制策略；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障而引起頻率變化時(shí)，觸發(fā)控制信號(hào)e置1，DFIG 采用改進(jìn)附加頻率控制策略。引起系統(tǒng)頻率大幅升高的擾動(dòng)主要有負(fù)荷突減和短路故障，負(fù)荷減少會(huì)引起機(jī)端電壓短時(shí)升高，而短路故障會(huì)引起機(jī)端電壓大幅度降落，為區(qū)分2種擾動(dòng)，本文同時(shí)引入機(jī)端電壓和系統(tǒng)頻率變化作為判斷是否發(fā)生短路故障的依據(jù)，如圖5 所示，當(dāng)機(jī)端電壓幅值低于0.9 p.u.且系統(tǒng)頻率高于50.1 Hz時(shí)，判定系統(tǒng)發(fā)生短路故障，e的值變?yōu)?。短路故障切除后，e的值保持為1，當(dāng)頻率開始下降且頻率仍高于額定值時(shí)，下垂控制所產(chǎn)生的附加功率數(shù)值不變，符號(hào)發(fā)生變化，直到頻率低于額定值時(shí)，e的值變?yōu)?，風(fēng)電機(jī)組恢復(fù)常規(guī)附加頻率控制。

3 改進(jìn)附加控制后的仿真分析

基于1.2節(jié)中的4機(jī)2區(qū)域系統(tǒng)，將Kd、Kp分別取為10.08、100/3，對(duì)DFIG 無附加頻率控制、采用常規(guī)附加頻率控制和本文所提改進(jìn)附加頻率控制策略時(shí)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，3 種控制模式下DFIG 機(jī)端電壓Vabc、并網(wǎng)點(diǎn)電流Iabc、變換器直流側(cè)電壓Vdc、送端頻率f、DFIG 有功出力P和DFIG 轉(zhuǎn)速ωr的變化情況如圖6 所示。圖中：①—③分別表示無附加控制、常規(guī)附加控制、改進(jìn)附加控制，后同；Vabc、Iabc、P、ωr均為標(biāo)幺值，后同。

3.1 送端頻率變化分析

分析圖6（d）可知：DFIG 無附加頻率控制時(shí)，系統(tǒng)采用MPPT 控制，頻率波動(dòng)幅度最大，故障期間頻率最高上升到50.32 Hz，故障切除后頻率最低下降至49.50 Hz；相比之下，采用常規(guī)附加頻率控制策略在一定程度上抑制了頻率的最大偏移，故障期間最高頻率由50.32 Hz 減少為50.26 Hz，頻率上升期間最大頻率偏差減少了18.7%，故障切除后最低頻率由49.50 Hz 改善為49.68 Hz，頻率下降期間最大頻率偏差減少了36%，DFIG 在頻率動(dòng)態(tài)變化過程中起到了明顯的慣性支持作用；采用改進(jìn)附加頻率控制策略后，DFIG 在故障切除線路恢復(fù)正常運(yùn)行后及時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速釋放轉(zhuǎn)子中儲(chǔ)存的動(dòng)能，增大有功輸出，使頻率偏移量得到有效減弱，頻率下降期間最低頻率為49.76 Hz，與采用常規(guī)附加頻率控制策略時(shí)相比升高了25%，且與無附加頻率控制、采用常規(guī)附加頻率控制策略的情況相比，在調(diào)頻后期明顯削弱了頻率振蕩趨勢(shì)，使系統(tǒng)快速趨于穩(wěn)定。

圖6 發(fā)生短路故障時(shí)，3種控制模式下的參數(shù)變化Fig.6 Change of parameters under three control modes when short circuit fault occurs

3.2 附加功率變化分析

DFIG在3種控制模式下的附加功率的變化情況如圖7所示。由圖可知：無附加頻率控制時(shí)，附加功率為0；采用常規(guī)附加頻率控制策略的情況下，附加功率變化情況分析詳見2.1節(jié)；采用改進(jìn)附加頻率控制策略的情況下，在短路故障切除后，頻率偏差由最大正值開始降落直到為0，這期間下垂控制所產(chǎn)生的附加功率ΔP1由正變?yōu)樨?fù)，從而總附加功率在故障切除的瞬間由常規(guī)附加控制的-0.1 p.u.升高到0.2 p.u.，有功參考值的增加使DFIG 能夠及時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速釋放動(dòng)能，增加機(jī)組有功輸出。

圖7 發(fā)生短路故障時(shí)，3種控制模式下附加功率的變化Fig.7 Change of additional power under three control modes when short circuit fault occurs

3.3 DFIG輸出有功功率變化分析

分析圖6（e）可知：無附加頻率控制時(shí)DFIG運(yùn)行在MPPT模式，輸出有功功率在0.38 p.u.附近小范圍波動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)頻率變化幾乎無響應(yīng)；采用常規(guī)附加頻率控制策略時(shí)，短路故障發(fā)生后DFIG通過附加功率信號(hào)使其輸出功率迅速跟隨有功功率參考值變化，瞬間降低到0.13 p.u.，輸出功率降低導(dǎo)致轉(zhuǎn)速升高，使DFIG 偏離MPPT 模式超速運(yùn)行，增加了轉(zhuǎn)子動(dòng)能儲(chǔ)備量，并留有一定備用容量；故障切除后，附加功率信號(hào)使輸出功率瞬間上升到0.28 p.u.，仍低于機(jī)械功率，無法滿足系統(tǒng)瞬時(shí)增大的有功需求，隨后有功出力逐漸升高，直至電磁功率大于捕獲的機(jī)械功率，轉(zhuǎn)速開始下降釋放有功；采用改進(jìn)附加頻率控制策略時(shí)，短路故障切除后，附加功率信號(hào)使輸出功率瞬間上升到0.43 p.u.，大于捕獲的機(jī)械功率，轉(zhuǎn)速瞬間下降釋放動(dòng)能，為系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)充有功功率。

3.4 DFIG機(jī)端電壓和并網(wǎng)點(diǎn)電流變化分析

圖8 為DFIG 并網(wǎng)點(diǎn)在短路故障發(fā)生到解除全過程時(shí)間尺度內(nèi)，DFIG 機(jī)端電壓和并網(wǎng)點(diǎn)電流變化情況的放大圖。結(jié)合圖6（a）、（b）可以看出：DFIG 機(jī)端電壓在3 種控制模式下的變化基本相同，故障期間機(jī)端電壓跌落至0.75～0.8 p.u.，與頻率變化共同觸發(fā)控制信號(hào)e，確保改進(jìn)附加頻率控制策略在故障發(fā)生到恢復(fù)期間發(fā)揮作用，故障切除后機(jī)端電壓上升到1.1 p.u.，直至51 s恢復(fù)到11 p.u.；無附加功率控制時(shí)，故障期間DFIG 出力保持不變，有功功率過剩使并網(wǎng)點(diǎn)電流幅值增大；相比之下，采用2 種附加頻率控制后，并網(wǎng)點(diǎn)電流幅值在故障期間隨DFIG出力降低而跌落；改進(jìn)附加控制策略與常規(guī)附加頻率控制策略相比，故障切除后并網(wǎng)點(diǎn)電流幅值瞬間大幅增大，并網(wǎng)點(diǎn)電流的變化趨勢(shì)與DFIG有功出力變化趨勢(shì)相同。

圖8 發(fā)生短路故障時(shí)，DFIG機(jī)端電壓和并網(wǎng)點(diǎn)電流的變化Fig.8 Change of DFIG voltage and grid-connected current under short circuit fault

4 結(jié)論

本文針對(duì)送端包含DFIG 風(fēng)電場(chǎng)的系統(tǒng)，根據(jù)輸電線路發(fā)生短路故障到故障解除全過程所引起的頻率變化，提出了改進(jìn)附加頻率控制策略，結(jié)論如下。

1）在研究常規(guī)附加頻率控制策略下，故障發(fā)生、發(fā)展及解除全過程中DFIG 的慣量阻尼特性隨頻率變化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析了該策略用于故障全過程下頻率調(diào)節(jié)的局限性：常規(guī)附加頻率控制適用于負(fù)荷突變引起的頻率波動(dòng)情況，難以滿足短路故障從發(fā)生到解除完整過程的頻率調(diào)節(jié)。

2）針對(duì)常規(guī)附加頻率控制在線路短路故障全過程頻率調(diào)節(jié)的局限性，提出風(fēng)電場(chǎng)參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的改進(jìn)附加頻率控制策略：電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，DFIG采用MPPT控制；系統(tǒng)發(fā)生負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，DFIG采用常規(guī)附加頻率控制響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化，提高系統(tǒng)頻率的暫態(tài)穩(wěn)定性；輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，采用改進(jìn)附加頻率控制策略，根據(jù)線路故障到恢復(fù)正常運(yùn)行全過程系統(tǒng)頻率變化規(guī)律，修正DFIG常規(guī)附加頻率控制中的參數(shù)，保持DFIG全過程有效的慣量阻尼特性，隨系統(tǒng)頻率變化迅速調(diào)整出力，提高系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

3）4機(jī)2區(qū)域模型仿真結(jié)果表明，本文所提改進(jìn)附加頻率控制策略消減了系統(tǒng)頻率波動(dòng)期間最大頻率偏差，調(diào)頻效果得到顯著改善。