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基于主动支撑技术的调相机与风力发电机组协同控制

来源：电工电气发布时间：2025-05-28 09:28 浏览次数：8

基于主动支撑技术的调相机与风力发电机组协同控制

屠立忠¹，顾润知²，洪岑岑¹，祝智祥²，蔡龙飞²

(1 南京工程学院自动化学院，江苏南京 211167；

2 南京工程学院电力工程学院，江苏南京 211167)

摘要：为提高风力发电机组的惯量支撑水平与电网故障时的电压恢复能力，提出基于主动支撑技术的调相机与风力发电机组协同控制。通过结合风机转子动能与直流电容充放电特性，设计转子虚拟惯量控制与直流电容虚拟惯量协调控制方法，在电网频率波动时快速释放能量以抑制频率波动；同时在并网点配置同步调相机，通过动态调节无功功率补偿电网电压跌落。基于 MATLAB/Simulink 软件搭建仿真模型，结果表明：协调控制策略可显著提升频率支撑能力，并减少频率恢复时间；同步调相机可有效抑制电网电压骤降，使故障后母线电压恢复速度提升30%。该策略实现了频率与电压的双重主动支撑，增强了风电并网系统的同步稳定性，为新能源高比例接入电力系统提供了技术参考。

关键词： 风力发电；虚拟惯量；同步调相机；主动支撑

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：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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