风电机组一次调频对载荷的影响分析及综合惯量控制优化方法研究

风电机组参与一次调频期间会产生附加机械载荷,影响机组安全稳定运行.为明确风电机组参与一次调频对机械载荷的影响机制,建立了含综合惯量控制的风电机组机械结构动力学模型,分析了综合惯量控制对叶片、塔架及传动轴系载荷的影响.针对风电机组参与一次调频会激发传动轴扭振和塔架侧向振动的问题,首先,在综合惯量控制的基础上,提出了根据风电机组转速和频率变化动态调节虚拟惯量系数和下垂系数的方法,提升风电机组的调频性能.其次,提出了基于转矩补偿的扭振抑制策略,提高轴系的等效阻尼和等效刚度.搭建了基于OpenFAST和Matlab的风电机组机电耦合仿真模型.仿真结果表明,所提策略提升风电机组频率支撑能力的同时,减小了...

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Published in电力系统保护与控制 Vol. 53; no. 2; pp. 38 - 49
Main Authors 刘军, 全哲辰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048 16.01.2025
Subjects
频率支撑
调频控制
载荷分析
frequency support
load analysis
机械载荷
torsional vibration
wind turbine
风电机组
frequency regulation
mechanical load
轴系扭振
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ISSN1674-3415
DOI10.19783/j.cnki.pspc.240414

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Summary:风电机组参与一次调频期间会产生附加机械载荷,影响机组安全稳定运行.为明确风电机组参与一次调频对机械载荷的影响机制,建立了含综合惯量控制的风电机组机械结构动力学模型,分析了综合惯量控制对叶片、塔架及传动轴系载荷的影响.针对风电机组参与一次调频会激发传动轴扭振和塔架侧向振动的问题,首先,在综合惯量控制的基础上,提出了根据风电机组转速和频率变化动态调节虚拟惯量系数和下垂系数的方法,提升风电机组的调频性能.其次,提出了基于转矩补偿的扭振抑制策略,提高轴系的等效阻尼和等效刚度.搭建了基于OpenFAST和Matlab的风电机组机电耦合仿真模型.仿真结果表明,所提策略提升风电机组频率支撑能力的同时,减小了调频过程中传动轴和塔架的附加机械载荷.
ISSN:1674-3415
DOI:10.19783/j.cnki.pspc.240414