虚拟惯量控制方式下永磁风力发电机组轴系扭振机理分析

发布时间：2018-12-15 13:36

【摘要】：基于风电并网系统的状态空间平均模型,分析传统比例微分(PD)虚拟惯量控制方式下兆瓦级直驱永磁风力发电机组(D-PMSG)的轴系扭振机理及其影响因素,提出一种改进型PD虚拟惯量控制方法,以抑制D-PMSG轴系低频扭振。分析表明,传统PD虚拟惯量控制的引入,会降低DPMSG轴系的阻尼比,影响机组的稳定运行;降低PD虚拟惯量控制的微分系数的模值可以提高风电机组轴系的阻尼比,却会降低风电机组的频率响应能力。所提出的改进型PD虚拟惯量控制方法,通过引入永磁发电机组转速补偿项,从而提高系统阻尼比。该方法能在保证风电机组的频率响应能力的同时,有效抑制虚拟惯量控制引起的轴系低频扭振,提高系统的稳定性。仿真实验验证了理论分析和改进型PD虚拟惯量控制方法的有效性。
[Abstract]:Based on the state-space average model of wind power grid connection system, the shafting torsional vibration mechanism of megawatt direct-drive permanent magnet wind turbine (D-PMSG) under the traditional proportional differential (PD) virtual inertia control mode and its influencing factors are analyzed. An improved PD virtual inertia control method is proposed to suppress the low frequency torsional vibration of D-PMSG shafting. The analysis shows that the introduction of traditional PD virtual inertia control will reduce the damping ratio of DPMSG shafting and affect the stable operation of the unit. Reducing the modulus of differential coefficient of PD virtual inertia control can improve the damping ratio of wind turbine shafting, but reduce the frequency response ability of wind turbine. An improved PD virtual inertia control method is proposed to improve the damping ratio of the system by introducing the rotational speed compensation term of the permanent magnet generator set. This method can effectively suppress the low frequency torsional vibration of shafting caused by virtual inertia control and improve the stability of the system. The simulation results show that the theoretical analysis and the improved PD virtual inertia control method are effective.
【作者单位】： 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室;西安交通大学电气工程学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973项目)(2012CB215103) 国家自然科学基金(51077130,51377167)
【分类号】：TM315

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本文编号：2380746