直流电容器

平滑风力发电系统的输出功率波动对电网的稳定运行十分重要。基于PCH（端口受控哈密顿）的数学模型，研究D-PMSG（直驱式永磁同步发电机）风力发电系统转速跟踪与功率平滑的组合控制策略。针对功率平滑过程中风能捕获效率低的问题，提出将转子转速平滑控制与PCH无源控制相结合的组合控制策略，使得永磁同步发电机的转子转速能够快速跟踪参考转速，提高风能捕获效率，实现直流链路电压控制，在风机额定运行范围内有效地提供功率平滑支持。通过与最大功率点跟踪及其他平滑控制策略的对比仿真，验证了所提功率平滑策略的有效性与优越性。

针对风电全直流系统并网给交流电网带来的系统惯量降低、调频能力不足等问题，提出一种改善惯性响应与一次调频的变系数风电全直流系统协调控制策略。在惯量响应方面，网侧换流站采用惯性同步控制，直流升压站采用恒变比控制，实现直流电容对电网的惯量支撑及直流低压侧的直流电压对交流系统频率的感知，在此基础上对直流风电机组(direct current wind turbine,DCWT)附加变虚拟惯性系数的虚拟惯量控制，使风电全直流系统在不同频率响应阶段具备不同的等效惯量。在一次调频方面，DCWT采用超速与变桨相结合的减载运行方式，通过变下垂控制来改变其有功出力，充分利用不同风速下的备用容量，使风电全直流系统更有效地参与一次调频。仿真算例表明，文中所提策略改善了风电全直流系统接入后电力系统的惯性响应及一次调频。