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风电变流技术 多物理场耦合 可靠性分析 ★ 5.0

无通信动态低频风电系统及其发电机型适用性分析

Communication-Free Dynamic Low-Frequency Wind Power System and Its Generator Type Applicability Analysis

作者 贾锋 · 章旭 · 陈雷 · 符杨 · 王茜 · 郭灵瑜 · 李振坤
期刊 中国电机工程学报
出版日期 2025年16月
卷/期 第 45 卷 第 16 期
技术分类 风电变流技术
技术标签 多物理场耦合 可靠性分析
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 动态低频风电系统 无通信集中变频控制 有功损耗与电压降落计算 发电机适用性分析 实验平台
版本:
无通信动态低频风电系统融合柔性低频输电与风电场集中变频技术,在中远海风电应用中具备成本低、可靠性高及易于提供频率支撑等优势。针对远距离控制受线路压降与有功损耗影响的问题,提出基于同步旋转相量的在线计算方法以修正就地控制架构;结合多机直接电气耦合特性,分析多种发电机适用性。研究表明鼠笼感应发电机在工作原理、场内交互和动态无功需求方面具有优势;采用同步发电机时,差异风速下易引发严重有功交互,增设q轴阻尼绕组可有效抑制。实验平台验证了基于鼠笼机的技术方案可行性与优越性。
无通信动态低频风电系统充分融合柔性低频输电和风电场集中变频两项技术,应用于中远海风电时具有成本低、可靠性高、易于提供电网频率支撑等优势.针对远距离无通信集中变频控制可能受到线路压降和有功损耗的不利影响的问题,提出一种基于同步旋转相量计算的有功损耗与电压降落在线计算方法,据此修正无通信集中变频的就地控制架构;针对该技术中多发电机直接电气耦合的特点,开展多种发电机型的适用性分析;从工作原理、场内交互、动态无功需求的角度论证鼠笼感应发电机应用于动态低频风电系统的优势;采用同步发电机时,多机在动态差异风速下可能发生严重的场内有功交互,为发电机增设q轴阻尼绕组可有效改善该问题.最后,研制基于鼠笼感应发电机的动态低频风电系统实验平台,验证技术方案的可行性和优越性.
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SunView 深度解读

该研究的无通信动态低频控制技术对阳光电源的海上风电并网产品具有重要参考价值。首先,其提出的基于同步旋转相量的在线计算方法可优化ST系列储能变流器的并网控制策略,提升远距离输电场景下的控制精度。其次,研究对不同发电机型的适用性分析,特别是鼠笼感应发电机的优势发现,可用于完善阳光电源风电变流器的控制架构设计。此外,文中的多机直接电气耦合特性研究对公司GFM控制和VSG技术的优化具有启发意义,有助于提升大规模风电场的并网稳定性。建议在新一代海上风电变流产品中考虑采用该低频系统方案,以降低系统成本并提升可靠性。