风电有功与无功协调控制实战手册

📚 共计 30 章节

风电并网导则解读

国内外并网标准对比（GB/T 19963、GB/T 19964、E.ON、Grid Code），低电压穿越（LVRT）与高电压穿越（HVRT）要求，有功/无功响应时间指标。

并网标准LVRTHVRT

风电机组电气模型

双馈异步发电机（DFIG）与永磁直驱同步发电机（PMSG）的拓扑结构，变流器控制架构（机侧/网侧），功率解耦原理。

DFIGPMSG变流器

有功功率控制基础

桨距角控制与最大功率点跟踪（MPPT），功率-转速曲线，限功率运行模式（Delta控制）。

MPPT桨距角Delta控制

无功功率控制基础

无功功率与电压的关系，P-Q容量曲线，功率因数控制模式与电压控制模式。

P-Q曲线功率因数电压控制

协调控制策略架构

分层控制体系（场站层-机组层），有功/无功耦合机理，协调控制目标函数。

分层控制耦合目标函数

场站级有功控制

自动发电控制（AGC）接口，有功调度指令解析，全场功率分配算法（等比例/加权分配）。

AGC功率分配调度

场站级无功控制

自动电压控制（AVC）接口，无功调度指令解析，全场无功分配策略（等功率因数/等裕度）。

AVC无功分配等裕度

机组级有功控制

变桨执行机构响应特性，转矩控制环参数整定，功率爬坡率限制策略。

变桨转矩控制爬坡率

机组级无功控制

转子侧变流器（RSC）无功调节，网侧变流器（GSC）无功补偿，无功电流限幅逻辑。

低电压穿越控制

LVRT期间有功/无功电流注入要求，Crowbar电路与Chopper电路保护逻辑，故障穿越时序。

LVRTCrowbarChopper

高电压穿越控制

HVRT期间无功吸收策略，直流母线过压抑制，网侧变流器动态无功支撑。

HVRT过压抑制无功支撑

频率支撑控制

虚拟惯量响应，一次调频（下垂控制），有功备用容量管理。

虚拟惯量一次调频备用容量

电压支撑控制

无功电压下垂特性，电压闭环调节，动态无功补偿装置（SVG/SVC）协调。

下垂特性SVGSVC

功率振荡抑制

次同步振荡（SSO）机理，附加阻尼控制（PSS），有功/无功调制策略。

弱电网适应性

短路比（SCR）影响分析，锁相环（PLL）优化，弱电网下控制参数自适应。

SCRPLL自适应

通信与数据交互

IEC 61850/104协议应用，实时数据采集（PMU/RTU），控制指令延时补偿。

IEC61850PMU延时补偿

控制器参数整定

PI控制器参数工程整定法，前馈补偿设计，抗积分饱和（Anti-windup）策略。

PI整定前馈Anti-windup

仿真验证方法

RT-LAB/HIL硬件在环仿真，Matlab/Simulink模型搭建，典型工况测试用例设计。

HILRT-LABSimulink

现场调试流程

开环测试步骤，闭环联调步骤，性能指标验证（响应时间/稳态误差）。

开环闭环性能验证

故障案例分析

某风场LVRT失败原因分析，某风场无功环振荡问题排查，某风场有功波动优化。

故障分析振荡波动优化

储能协同控制

电池储能系统（BESS）接入，储能与风电联合调频，储能平滑有功波动策略。

BESS联合调频平滑

新能源场站并网性能评估

并网性能测试项目（有功/无功/电压/频率），测试报告编制要点。

并网测试性能评估报告

多场站协调控制

集群风电场有功分配，区域电压无功优化，多场站AVC协调策略。

集群AVC协调区域优化

智能控制算法应用

模型预测控制（MPC）在风场控制中的应用，强化学习在无功优化中的探索。

MPC强化学习智能算法

海上风电特殊控制

海缆无功补偿，海上平台通信延时影响，海上风电低频输电控制。

海缆补偿通信延时低频输电

构网型风电技术

构网型变流器原理，虚拟同步机（VSG）控制，黑启动能力实现。

构网型VSG黑启动

标准与认证流程

型式认证与项目认证，功率特性测试（IEC 61400-12），电能质量测试（IEC 61400-21）。

型式认证IEC 61400电能质量

运维与故障诊断

SCADA数据分析方法，变桨系统故障诊断，变流器IGBT健康管理。

SCADA故障诊断IGBT

未来发展趋势

构网型风电规模化应用，人工智能在风场控制中的前景，新型电力系统对风电控制的新要求。

构网型人工智能新型电力系统

综合案例实战

某实际风电场协调控制方案设计，从需求分析到验收交付的全流程演练。

实战全流程方案设计