提升双馈变速抽水蓄能机组频率响应特性的控制策略

作     者：庄凯勋 孙建军 丁理杰 栾一航 张远志 Chuang Kaihsun;Sun Jianjun;Ding Lijie;Luan Yihang;Zhang Yuanzhi

作者机构：武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610041 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2023年第38卷第23期

页      面：6292-6304页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家电网公司总部科技项目资助(SGSCDK00XTJS2200250) 

主　　题：双馈电机 可变速抽水蓄能机组 惯量支撑 频率响应 转速控制 

摘      要：采用双馈电机(DFIM)的可变速抽水蓄能机组具备出色的全工况调速性能和综合效率,是未来电网调峰调频的一种重要手段。然而,传统的频率控制方法通常将电网频率偏差整定为有功功率修正量,导致该环节与电机固有转速控制环节的控制目标相异,进而使得变速抽蓄机组无法充分发挥其动态调频特性。鉴于此,该文提出一种基于附加转速修正量的频率响应特性优化控制策略。首先,采用转速优先控制作为基本控制策略,以发挥机组可快速调速的优势。然后,引入频率响应环节,通过电网频率偏差及其变化率得到转速修正量,并限制机组转速的修正范围。同时,为更加合理地调控转子动能,结合电网频率波动过程中的特点,对频率响应环节的参数进行动态调整。通过与同容量同步电机的对比研究发现,在该文控制策略下,DFIM转子动能具有更大的调整范围。在系统投切负载仿真中,该策略与现有频率-有功控制策略相比,不仅减小了频率的变化幅度及稳态误差,而且抑制了过渡过程中的频率波动。