隨著我國風(fēng)電技術(shù)水平和風(fēng)電裝機總量的不斷提高,風(fēng)力發(fā)電已成為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中不可或缺的一環(huán)。而風(fēng)電滲透率的提高使得電網(wǎng)低慣量、弱阻尼等特性逐漸明顯,如何在弱電網(wǎng)下穩(wěn)定運行成為目前風(fēng)力發(fā)電的一個重要研究方向。
風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)穩(wěn)定性的研究主要是為了通過各種控制方式滿足電網(wǎng)在不同工作環(huán)境下的需求。雙饋發(fā)電機作為目前使用最為廣泛的風(fēng)力發(fā)電機型,經(jīng)過多年來科研工作者的不斷積累和努力,其傳統(tǒng)的電流控制型策略技術(shù)已基本成熟。該控制方式通過鎖相環(huán)獲取并網(wǎng)點電壓的角度信息實現(xiàn)電壓定向,在電網(wǎng)強度較強時,并網(wǎng)點電壓能夠保持在相對穩(wěn)定的狀態(tài),此時具有良好的運行性能;但在弱電網(wǎng)場景下,并網(wǎng)點電壓隨注入電流變化而受到擾動,該擾動又會通過鎖相環(huán)產(chǎn)生的角度影響變流器的功率輸出,使得雙饋風(fēng)電機組難以保持穩(wěn)定。近年來,電壓控制型技術(shù)由于具備自同步構(gòu)網(wǎng)的能力,在弱電網(wǎng)下具有一定的優(yōu)勢,受到廣泛關(guān)注。目前已有許多學(xué)者提出了不同同步方式、不同內(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu)的電壓控制型雙饋風(fēng)電機組控制方案,使其控制效果不斷改進(jìn);同時也有學(xué)者關(guān)注兩種控制模式的無縫平滑切換,實現(xiàn)雙饋風(fēng)電機組在不同電網(wǎng)強度下的穩(wěn)定運行。此外,采用電壓阻尼協(xié)同補償?shù)目刂撇呗钥梢杂行У匾种拼瓮秸袷?,提高系統(tǒng)并網(wǎng)的穩(wěn)定性;基于分布式儲能的雙饋風(fēng)電機組充分參與系統(tǒng)調(diào)頻,能提升一次頻率調(diào)節(jié)能力并改善發(fā)電機端口電壓波動情況。無速度傳感器的永磁同步發(fā)電機由于其控制過程不受編碼器等器件的限制,也成為風(fēng)電行業(yè)的研究熱點。通過采用擾動觀測器等方式消除無差拍控制中永磁同步電機估計轉(zhuǎn)速和磁鏈對控制系統(tǒng)的影響,能夠取得良好的控制效果。
為了發(fā)掘“風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)穩(wěn)定性分析及其控制技術(shù)”的應(yīng)用領(lǐng)域,充分展示該領(lǐng)域國內(nèi)外的最新研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢,共享國內(nèi)外高校和企業(yè)的最新學(xué)術(shù)和技術(shù)成果,促進(jìn)我國風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制技術(shù)水平的科技進(jìn)步,《電氣傳動》編輯部推出“風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)穩(wěn)定性分析及其控制技術(shù)”專題,我們非常榮幸地受邀擔(dān)任本專欄的特約主編。此次征稿得到了廣大學(xué)者的熱烈響應(yīng),共錄用5篇稿件,本期刊登2篇,涉及雙饋風(fēng)電機組電壓控制型控制策略、雙饋風(fēng)電機組電壓源電流源雙模式運行平滑切換控制策略等領(lǐng)域,期待啟迪風(fēng)電系統(tǒng)控制技術(shù)的創(chuàng)新;下期刊登3篇,涉及雙饋風(fēng)電機組次同步振蕩抑制、基于分布式儲能的雙饋風(fēng)機的電壓/頻率協(xié)調(diào)控制策略、永磁同步風(fēng)力發(fā)電機無速度傳感器控制等領(lǐng)域,旨在引發(fā)風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)穩(wěn)定性的探討。
衷心感謝有關(guān)專家與學(xué)者對本專欄的大力支持,感謝《電氣傳動》編輯部在專欄策劃與實施期間的辛苦工作,希望本專欄的推出能夠為同行提供參考,共同促進(jìn)交流電機傳動領(lǐng)域的原始創(chuàng)新和應(yīng)用實踐。
2022年9月