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基于主動支撐技術的調相機與風力發電機組協同控制

來源：電工電氣發布時間：2025-05-28 09:28 瀏覽次數：23

基于主動支撐技術的調相機與風力發電機組協同控制

屠立忠¹，顧潤知²，洪岑岑¹，祝智祥²，蔡龍飛²

(1 南京工程學院自動化學院，江蘇南京 211167；

2 南京工程學院電力工程學院，江蘇南京 211167)

摘要：為提高風力發電機組的慣量支撐水平與電網故障時的電壓恢復能力，提出基于主動支撐技術的調相機與風力發電機組協同控制。通過結合風機轉子動能與直流電容充放電特性，設計轉子虛擬慣量控制與直流電容虛擬慣量協調控制方法，在電網頻率波動時快速釋放能量以抑制頻率波動；同時在并網點配置同步調相機，通過動態調節無功功率補償電網電壓跌落。基于 MATLAB/Simulink 軟件搭建仿真模型，結果表明：協調控制策略可顯著提升頻率支撐能力，并減少頻率恢復時間；同步調相機可有效抑制電網電壓驟降，使故障后母線電壓恢復速度提升30%。該策略實現了頻率與電壓的雙重主動支撐，增強了風電并網系統的同步穩定性，為新能源高比例接入電力系統提供了技術參考。

關鍵詞： 風力發電；虛擬慣量；同步調相機；主動支撐

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2025)05-0021-07

Cooperative Control of Condenser and Wind Turbine Based on

Active Support Technology

TU Li-zhong¹, GU Run-zhi², HONG Cen-cen¹, ZHU Zhi-xiang², CAI Long-fei²

（1 School of Automation, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China;

2 School of Electrical Engineering, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China）

Abstract: In order to improve the inertia support level of wind turbine and the voltage recovery ability when the power grid fails, this paper proposes the cooperative control of the condenser and wind turbine based on active support technology. By combining the wind turbine rotor kinetic energy with the charging and discharging characteristics of DC capacitor, a coordinated control method for rotor virtual inertia and DC capacitor virtual inertia are designed to release energy quickly when the power grid frequency fluctuates to suppress frequency fluctuation.At the same time, a synchronous condenser is arranged at the grid connection point, and the voltage drop of the power grid is compensated by dynamically adjusting reactive power. The simulation model based on MATLAB/Simulink is built. The results show that the coordinated control strategy can significantly improve the frequency support ability and reduce the frequency recovery time. The synchronous condenser can effectively suppress the voltage sag of the power grid and increase the recovery speed of bus voltage by 30% after the fault.This strategy realizes the dual active support of frequency and voltage, enhances the synchronous stability of wind power grid-connected system,and provides technical reference for high proportion of new energy connected to power system.

Key words: wind power generation; virtual inertia; synchronous condenser; active support

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