综述:生物电化学人工湿地在清洁水与绿色能源中的研究进展

【字体: 时间:2025年08月30日 来源:Sustainable Energy Technologies and Assessments 7

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  本文创新性地提出基于转子转速反馈的自适应参考功率分配策略,解决了恒速区风电(WT)减载控制中传统风速测量(PLL依赖)导致的精度不足问题。通过建立附加功率与桨距角的唯一映射关系(最小二乘法拟合),实现无风速测量的全风速段减载(deloading),结合匹配控制(matching control)消除直流电压波动,为高比例可再生能源电网提供频率支撑(GFM技术应用)。

  

传统电网形成风电机组减载控制的局限

传统风电减载依赖风速测量,但传感器误差、尾流效应等因素导致测量失准。恒速区转子转速与有功功率缺乏一对一映射关系,传统查表法需预存海量数据对,计算复杂且存储需求大。相位锁定环(PLL)在弱电网中易引发振荡,制约电网跟随(GFL)控制效果。

附加功率控制原理

突破性提出基于转子转速反馈的附加功率控制:在恒速区通过动态曲线自发寻找平衡点,消除直接指定参考曲线导致的功率波动。相较转速过渡控制,功率转换系数Cp(λ,β)提升15%,实现宽风速范围内输出功率平滑稳定。

无风速测量减载新技术

低风速段通过调节最优功率系数Cp实现减载;中高风速段利用最小二乘法拟合附加减载功率ΔP与桨距角β的函数关系,仅需检测ΔP即可输出β参考值。在功率限制区完成桨距角平滑过渡,将功率约束至指定值,彻底摆脱风速传感器依赖。

匹配控制协同机制

采用匹配控制替代虚拟同步发电机(VSG),通过直流电容电压动态模拟同步发电机转子运动方程。其跟踪特性可自动适配风电机组输入功率,结合电压-无功下垂控制,在消除PLL的同时抑制直流母线电压Udc波动(额定值1800V±2%)。

仿真验证

2MW永磁同步风电机组模型显示:在11m/s额定风速下,减载系数kdel=0.8时,附加功率控制使Cp从0.42提升至0.48;匹配控制的惯性时间常数HWT=5s,阻尼系数KD=750,实现频率扰动下±0.1Hz的动态响应。

结论

该策略通过转子动能-桨距角协同调控,建立无风速测量的全工况减载体系。匹配控制与附加功率的耦合优化,为高渗透率电网提供等效惯性支撑,其核心创新在于用数学映射替代物理传感器,为可再生能源并网控制提供普适性解决方案。

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