基于虚拟同步发电机风电场并网控制研究

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1、第39卷第21期电力系统保护与控制V_01．39NO．212011年l1月1日PowerSystemProtectionandControlNov．1，2011基于虚拟同步发电机的风电场并网控制研究王思耕，葛宝明，毕大强(1．北京交通大学电气工程学院，北京100044；2．电力系统国家重点实验室，清华大学电机系，北京100084)摘要：随着风力发电容量占电网容量的比重不断加大，风电场对电网稳定性的影响也越来越大。同步发电机具有调节系统功率平衡，维持电网电压稳定的作用，并具有自同步特性，适于系统并联。通过在风电场交流侧配置储能电池，并对储能系统的逆变器采取基于同步发电机模型的控制策略

2、，将风电场等效为虚拟同步发电机(Virtua1SynchronousGenerator-VSG)，使风电场向电网输送的功率平滑，并对大电网体现同步发电机的特性。根据负荷的波动，调节自身输出功率，维持系统频率与电压稳定，有效提高了大规模风电场并网性能。建立了由风力发电机组、储能电池及汽轮发电机组组成的系统仿真模型，仿真结果验证了控制策略的可行性。关键词：风电场；储能；虚拟同步发电机；功率平抑；调频调压Controlstrategiesofgrid·connectedwindfarmbasedonvirtualsynchronousgeneratorWANGSi—gang，GEBao-

3、ming，BIDa-qiang(1．SchoolofElectricalEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China：2．StateKeyLabofPowerSystem，DeptofElectricalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Withtheincreaseofgrid-connectedcapacityofwindpowergeneration，theinfluenceofwindfarmpowerfluctuati

4、ononthedstabilitybecomesmoreandmoreserious．Inpowersystem，synchronousgeneratorCanadjustsystempowerandstabilizedvoltageandithasthefeatureofself-synchronization，fittingforsystemshuntconection．ByaddingaenergystoragebatterytowindfarmACsideandadoptingcontrolstrategybasedonsynchronousgeneratormodelto

5、theconvenerofstorgesystem，thispapermakesthewindfarmbehavelikeaVirtualSynchronousGenerator(VSG)andmakesthepowersendingtopowergridfromwindfarmsmoothandmakesitembodythefeatureofthesynchronousturbine．Accordingtoloadfluctuation，itCanadjustitsoutputpower，stabilizesystemfrequencyandvoltage，andeffecti

6、velyenhancethegrid—conectedperformanceoflarge-scalewindfarm．Adetailedmodelconsistingofwindturbine，energystorageandsteamturbineunitisdevelopedbyusingMATLAB／Simulink．Thesimulationresultsshowthefeasibilityofthecontrolstrategy．Keywords：windfarm：energystorage；virtualsynchronousgenerator；powersmooth

7、：freguencyandvoltageregulation中图分类号：TM341；TM762文献标识码：A文章编号：1674．3415(2011)21．0049．06化也会变得更加剧烈，容易使电网失去稳定性。0引言同步发电机在电力系统中具有维持系统功率平风能作为一种洁净的可再生能源，符合环境保衡、稳定电压的重要作用。文献[4．6]在微电网领域护计划的要求，风力发电技术产业在世界范围内得中提出虚拟同步发电机理论，即通过在分布式发电到飞速发展。但是由于风能具有随机性和间