基于周期性最大功率點檢測的風電機組功率備用控制方法

辛 悅，彭 喬，劉天琪，印 月，韓華春，王 揚，王祖峰

（1.四川大學 電氣工程學院，四川 成都 610065；2.國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院，江蘇 南京 211103；3.貴州電網有限責任公司電力科學研究院，貴州 貴陽 550007；4.貴州電網有限責任公司六盤水供電局，貴州 六盤水 553537）

0 引言

風電等新能源在電力系統中的滲透率不斷增加導致傳統同步發電機占比下降，電網慣量水平降低，頻率失穩風險增加，需要新能源系統對電網提供主動支撐，加強電網穩定與安全性。但常規風電機組轉速和電網頻率解耦，無法響應電網頻率支撐需求。故需改進風電機組控制方法，使其根據頻率穩定需求靈活調整輸出有功功率，即提供主動電網支撐。

風電機組通常運行于最大功率輸出模式，通過控制發電機機側換流器有功功率實現最大功率點跟蹤（maximum power point tracking，MPPT）。運行在MPPT模式的風電機組無備用功率，僅能釋放轉子存儲的有限旋轉動能實現虛擬慣量支撐［1?2］。然而，風電機組釋放轉子動能后，轉子轉速降低，風電機組從功率跟蹤曲線獲得的參考功率也會降低，虛擬慣量支撐效果將被削弱［3］。此外，頻率擾動后風電機組通常需要恢復MPPT 模式，導致風電機組在短暫提供虛擬慣量后進入加速階段，從電網吸收功率，可能導致頻率二次跌落［4］。利用風電系統中的電容器也可實現對頻率波動的響應，文獻［5?7］通過下垂控制耦合頻率和直流電壓，利用直流電容靜電能提供虛擬慣量。由于常規直流電容容量有限，通常只能提供虛擬慣量，對穩態頻率偏差的改善效果有限，而容量較大的超級電容成本較高，且其額外的變流環節將產生額外損耗，降低功率利用效率［8］。要使風電機組提供穩定且充沛的主動頻率支撐，尤其是對穩態頻率的支撐，需要風電機組具有一定的備用功率。

實現風電機組功率備用控制（power reserve control，PRC）方法主要有2 種，即低風速下的超速PRC和高風速下的變槳距角PRC，2種方法均可使風電機組運行點偏離最大功率點（maximum power point，MPP），從而留有功率備用［9］。實現風電機組PRC 的關鍵是確定當前條件下的功率備用點（power reserve point，PRP）及對應的功率參考，目前最為常見的方法為減載功率跟蹤曲線法［10?11］。通過改變MPPT 曲線的比例系數得到減載功率跟蹤曲線，風電機組跟蹤減載功率曲線參考值即可實現PRC［12］。然而，減載功率跟蹤曲線的建立過程較為繁瑣，需按照功率備用需求將風速分為3 個風速段，分別對應僅超速PRC 方法、超速PRC 與變槳距角PRC 結合方法以及僅變槳距角PRC 方法［13］。而計算所得的減載曲線僅適用于當前風速與當前功率備用需求，風速變化或功率備用需求變化時需要重新計算合適的減載曲線。此外，基于減載功率跟蹤曲線進行一次調頻控制時，由于一次調頻過程中轉速下降，從減載功率跟蹤曲線獲取的參考值繼而下降，導致風電機組的備用功率不能完全響應一次調頻指令，需對風電機組控制進行額外設計以提高一次調頻支撐效果［14］，控制系統更為復雜。另一種新能源PRC 方法是周期性MPP 檢測法，其通過周期性執行MPPT 程序實現MPP 的實時檢測，在此基礎上計算得到PRP的功率參考值，然后通過定功率控制回路實現PRC［15］。該方法在光伏系統中的應用較多，但光伏系統和風電系統運行原理完全不同，且風電機組的機械旋轉特性使得功率跟蹤更加復雜。

本文提出一種基于周期性MPP 檢測的風電機組PRC 方法，可避免復雜繁瑣的減載功率跟蹤曲線計算過程以及與頻率控制回路的耦合影響，使風電機組備用功率在頻率支撐期間能充分釋放。此外，所提出的PRC 方法基于實時最大可捕獲功率，準確性高。文中首先介紹風電機組的基本運行特性及功率備用原理，在此基礎上詳細闡述PRC 方法，包括利用儲能平抑狀態切換峰值功率的方法以及構建轉速-機械功率偽單調曲線以實現單PRP 的方法，最后在PSCAD／EMTDC 軟件中定風速和變風速場景下對所提方法進行驗證，并與傳統PRC 方法進行對比，驗證了支撐風電機組參與電網一次調頻的效果。

1 風電機組輸出功率特性及功率備用原理

1.1 風電機組輸出功率特性及MPPT原理

風電機組從風能中捕獲的功率，即風力發電機輸入的機械功率Pwind為［16］：

式中：ρ為空氣密度；R為葉片半徑；vw為風速；Cp為風能利用系數；β為槳距角；λ為葉尖速比，其表達式如式（2）所示。

式中：ωr為轉子轉速。

風能利用系數Cp即風電機組捕獲的功率與葉片表面風能的比值，存在最佳葉尖速比使得風能利用系數最大，從而得到最大風電機組捕獲功率。不同風速下機械功率-轉速曲線上的MPP 相連即可得到MPPT 曲線。將式（2）代入式（1）可得風電機組輸出的最大功率Popt為［16］：

式中：kopt為風電機組運行在MPPT 模式時的功率跟蹤曲線系數，其表達式如式（4）所示。

式中：Cmpax為最大風能利用系數；λopt為最佳葉尖速比。由式（3）、（4）可知，參數確定的風電機組有其固定的MPPT曲線，且最大功率與轉速的3次方成正比。

在MPPT 過程中，當前轉速引入式（3）計算所得的功率值作為風電機組有功功率參考值，通過電磁功率與機械功率的不平衡改變轉速，從而達到MPP，具體過程如附錄A圖A1所示。

1.2 風電機組功率備用原理

常規控制下，將根據MPPT 曲線計算得到的參考功率輸入風電機組機側換流器的有功功率控制回路，使風電機組及時調整轉速以捕獲最大功率，風電機組網側換流器則保持直流電壓穩定。當風電機組需要留有一定功率備用以實現對電網的穩定持續支撐時，MPPT 控制模式不再適用，而需在實時最大可捕獲功率的基礎上減少一部分輸出，實現PRC。

風電機組功率備用原理如圖1 所示。圖中：ωopt為最佳轉速；ω'opt為變槳距角控制下的最佳轉速；ω1、ω2分別為降速PRP 及超速PRP 對應的轉速；β0、β1分別為變槳距角控制前、后的槳距角。由圖可知，實現風電機組PRC 方法主要有2種：①當轉速一定時，槳距角增大，風電機組功率曲線幅值將減小，因此可通過變槳距角控制使風電機組由MPP點A運行至次優功率點C，從而實現PRC；②當轉速改變時，使風電機組超速或減速運行，同樣可實現PRC，如圖1 中超速PRP（點B）和降速PRP（點D）所示。

圖1 風電機組功率備用原理Fig.1 Power reverse principle of wind turbine units

值得注意的是，頻繁變槳會加劇風電機組機械磨損，且槳距角動作存在延遲，可能影響PRC 效果［17］，因此變速PRC 方法在實際工程中應用前景較優。但變速PRC 方法存在PRP 選擇的問題。由圖1可知，增大轉速和減小轉速均可實現PRC，但減速運行可能引起小干擾穩定問題［18］，且當頻率跌落時，由附加頻率控制環節得到的額外有功功率參考值使電磁功率立即增大，但風電機組機械功率無法突變，風電機組釋放動能使得轉速下降，導致風電機組捕獲功率進一步下降，頻率控制需求無法滿足，嚴重時將影響風電機組穩定運行。而超速PRC 可以將一部分備用的風能以轉子旋轉動能的形式儲存，當頻率控制需要風電機組增大出力時釋放動能，轉速減小并靠近ωopt，因此通過轉子超速實現PRC是更為穩定的方案。

2 基于周期性MPP檢測的PRC方法

2.1 PRC方法與模式切換過程

本文提出的PRC 方法通過周期性執行MPPT 程序檢測實時MPP，在此基礎上實現PRC。PRC 方法框圖如圖2 所示。圖中：Popt為MPPT 曲線計算所得的最大功率；PMPP為采集到的最大功率值；PMPPT為MPPT 模式下的功率參考值；Pres為備用功率值；PPRC為考慮備用后的功率參考值；Pref為輸入機側換流器有功功率控制回路的功率參考值；SEN為模式切換信號，其取值為1 表示風電機組運行在MPPT 模式，其取值為0 表示風電機組運行在PRC 模式，模式切換信號設計方法將在第3 章中具體介紹。每個PRC 周期開始時，風電機組執行MPPT 程序，此時Pref等于MPPT程序輸出的風電機組預期輸出功率，電磁功率與機械功率的不平衡關系將調節轉速以輸出最大功率。當風電機組檢測到MPP 后，SEN由1 變為0，采樣保持器啟動，記憶本周期內最大功率，其將用于計算PRP對應功率參考值，即：

圖2 基于周期性MPP檢測的PRC圖Fig.2 Diagram of PRC based on periodic MPP measurement

風電機組由MPPT 模式切換為PRC 模式，此時Pref為考慮功率備用后的風電機組預期輸出功率。

圖3 為基于周期性MPP 檢測的PRC 運行原理。當風速較低時，風電機組檢測到此時的MPP 即點A（最大功率為PMPP1），然后切換為PRC 模式，電磁功率根據功率備用指令快速降低，機械功率大于電磁功率，轉速增大，風電機組將以超速PRC 方法穩定運行于點B（機械功率為PPRC1）。當風電機組進入下一PRC 周期時，風速增大，由于轉速無法突變，風電機組運行點由點B變為點C（機械功率為P'PRC1），同時風電機組由PRC 狀態切換為MPPT 狀態，機側換流器從MPPT 曲線獲取的功率參考點由點B突變為點D（電磁功率為Pref2），新周期切換模式將不可避免地引入功率脈沖。此時電磁功率大于機械功率，轉速降低，電磁功率沿DE下降至點E，機械功率沿CE上升至點E，風電機組達到此風速下的MPP 即點E（最大功率為PMPP2），然后風電機組切換為PRC 模式，運行點由點E移動至點F（機械功率為PPRC2），直至下一PRC周期。

圖3 基于周期性MPP檢測的PRC運行原理Fig.3 Operation principle of PRC based on periodic MPP measurement

2.2 風電機組轉速-機械功率偽單調曲線

如1.2 節所述，當風電機組從MPPT 模式切換為PRC 模式時，存在降速PRP 和超速PRP，而降速PRP穩定性較差。如此時僅將PRC 模式功率參考值輸入機側換流器，則仍存在2 個PRP 使機械功率等于電磁功率。即使風電機組由MPPT 模式切換為PRC模式，由于機械功率大于電磁功率可以確定超速PRP，當系統受到較大擾動或風電機組需要進一步為電網提供頻率支撐時，風電機組轉速可能低于降速PRP對應轉速，此時機械功率小于電磁功率，風電機組無法回到超速PRP，甚至出現失穩現象，原有的控制方法存在安全隱患。

因此，為了確保風電機組穩定運行在超速PRP，提高PRC 的穩定性和可靠性，本文構建了風電機組轉速-機械功率關系的偽單調曲線。在PRC 階段將MPP 左側的轉速-機械功率曲線向上鏡像折射，向控制器提供轉子減速會使功率上升的偽信號［19］，從而使備用后功率參考值僅對應轉速-機械功率曲線上的唯一運行點，即MPP 右側的超速PRP。當系統發生擾動或風電機組提供頻率支撐后，機械功率信號始終大于電磁功率信號，因此在恢復階段可以確保風電機組回到超速PRP。構建的偽單調轉速-機械功率曲線見圖4，鏡像后的功率特性曲線表達式為：

圖4 風電機組轉速-機械功率偽單調曲線Fig.4 Pseudo monotonic curve of rotating speedmechanical power of wind turbine units

式中：P'wind為鏡像后風電機組機械功率；Pwind為原風電機組機械功率；ωMPP為風電機組MPP 轉速；PMPP為當前風速下的最大功率值。

2.3 風電機組峰值功率平抑控制

本文提出的PRC 算法通過周期性執行MPPT 程序檢測實時MPP，而2.1 節已說明在MPP 檢測過程將不可避免產生周期性風電機組輸出功率波動，而功率波動不利于電力系統穩定運行。因此為了提高風電機組向電網輸送功率的質量，需要平滑風電機組輸出功率，使風電系統并網功率穩定在功率備用狀態的功率值。當前，全國各省市逐步出臺新能源配置儲能政策，未來新建新能源系統都將配置配套儲能［20］。因此，利用新能源配套儲能吸收MPPT 程序執行過程產生的峰值功率成為有效手段。本文采用儲能裝置對峰值功率進行平抑，提高風電系統向電網輸送的功率質量。采用儲能裝置應考慮其約束條件，主要為儲能系統最大允許充放電功率約束及儲能系統荷電狀態（state of charge，SOC）約束，提高儲能電池的控制有效性，延長其使用壽命。

儲能吸收的功率參考值為風電機組實時輸出功率高于PRC模式功率的部分，即：

式中：Pb為儲能電池吸收功率參考值；Pgen為風電機組實時輸出功率。

峰值功率平抑控制原理見附錄A 圖A2。MPPT執行產生的峰值功率可被儲能吸收。由于新的PRC周期開始時，風電機組最大功率未知，故將前一周期檢測得到的備用后功率作為參考值，當風電機組捕獲最大功率時立即更新參考值。由于短期內風速變化幅度較小，參考值滯后帶來的誤差在可接受范圍內，且可通過合理設置PRC周期進一步減小誤差。

需要提及的是，利用配套儲能平抑MPPT 檢測過程中產生的峰值功率不是唯一手段。根據風電系統結構及運行場景的不同，超級電容也可實現相同功能。當風電機組不含配套儲能或超級電容時，傳統的基于減載功率跟蹤曲線的PRC方法更為適宜。

3 模式切換及整體結構

3.1 周期性模式切換信號

為實現MPPT和PRC這2種模式的協調切換，設置切換信號SEN用于實現MPPT 模式和PRC 模式的切換。采用S-R 觸發器產生切換信號，信號設計邏輯如圖5所示。圖中：T為延遲時間；ε為誤差。

圖5 模式切換信號控制邏輯Fig.5 Control logic of mode switching signal

MPPT 模式由周期方波觸發，當方波輸出高電平，MPPT 觸發信號向S-R 觸發器的S 端口發送信號“1”，使切換信號變為“1”，風電機組運行于MPPT 模式。MPPT模式下，風電機組輸出功率與前一時刻進行比較，當功率差值小于允許誤差ε時表明風電機組已到達MPP，誤差判定回路向R 端口發送信號“1”，此時切換信號由“1”變為“0”，風電機組進入PRC 模式。PRC 模式下風電機組輸出功率趨于穩定后會向R 端口發送信號“1”，而為了下一周期開始時風電機組能夠準確切換至MPPT 模式，需將R 端口置0。因此，當檢測到MPPT 觸發的上升沿時，邊沿檢測信號向R 端口輸出為“0”，觸發信號變為“1”，風電機組進入下一個周期的MPPT模式。

需要注意的是，本文提出的周期性PRC 方法在實際系統中的可操作性與風速變化特點有關，也受風速信號采集準確度和靈敏度的影響。實際應用中需要根據風速變化歷史數據或預測數據設計適當的PRC周期。當前風電場產能評估時絕大多數都是選用時間間隔為10 min 的測風數據，實際操作過程中可設置不高于10 min 的控制周期。此外，不同時段可設置不同控制周期。例如：夜間風速較平穩，可設計較長的時間周期減少檢測MPP 的次數；白天風速變化較快，為了更高效地利用風能，應適當縮短控制周期，但不得小于風電機組捕獲MPP 及切換至PRC模式所需時間，通常為20 s左右。

3.2 控制系統結構及控制流程

本文提出的基于周期性MPP 檢測的PRC 整體控制策略見附錄A圖A3。風電機組通過2個背靠背換流器連接交流電網，其中機側換流器控制有功功率和交流電壓，網側換流器控制直流電壓和無功功率，MPPT 觸發信號和風電機組實時輸出功率Pgen輸入S-R 觸發器生成模式切換信號，控制風電機組工作模式，MPPT 模式和PRC 模式下獲得的功率參考值輸入機側換流器，使風電機組輸出有功功率跟蹤捕獲的風能或功率備用需求。MPPT模式下，風電機組從MPPT 曲線獲取參考值，尋找功率最大點并記憶；PRC模式下，風電機組依靠機械功率偽單調曲線和功率備用需求達到PRP，在PRC 過程中優先使用超速PRC，若轉速已達額定值則槳距角動作。此外，為了提高風電系統并網功率的質量，在交流側增加儲能裝置平抑運行狀態切換時產生的峰值功率。本文所提PRC方法流程見圖6，具體步驟見附錄B。

圖6 所提PRC方法流程圖Fig.6 Flowchart of proposed PRC method

4 仿真驗證

為了驗證所提控制策略，在PSCAD／EMTDC 中搭建模型進行仿真。仿真系統結構如附錄A 圖A3所示，其中風電機組額定功率為2 MW，備用功率設置為0.15 MW，儲能系統額定功率為風電機組額定功率的10 %，即0.2 MW，容量為200 kW·h，儲能電池SOC允許范圍為［10 %，90 %］，最大充放電功率為0.2 MW。仿真系統參數如附錄C表C1所示。

4.1 定風速下PRC性能驗證

設PRC 運行周期為40 s，MPPT 觸發信號采用占空比為20 % 的方波。風速為10 m／s 時MPPT 觸發信號、最大功率檢測信號及模式切換信號見圖7，風電機組輸出功率以及經儲能吸收峰值功率后風電系統向交流電網輸送的功率如圖8 所示，SOC 變化情況見附錄C圖C1。圖中：Psys為風電系統并網功率。

圖7 PRC信號Fig.7 Signals of PRC

圖8 定風速下風電系統有功功率變化Fig.8 Variation of active power in wind power system with constant wind speed

由圖7 可以看出，每個PRC 周期開始時，MPPT觸發信號為“1”，同時最大功率檢測信號為“0”，模式切換信號為“1”，風電機組運行在MPPT 模式。一旦檢測到最大功率，最大功率檢測信號變為“1”，模式切換信號置“0”，風電機組切換至PRC 模式。由圖8可知，風電機組在每個PRC 周期開始時執行MPPT程序，檢測到MPP 后迅速切換為PRC 模式。MPPT過程中產生的峰值功率被儲能有效平抑，風電系統并網功率波動僅為0.01 MW，為穩定工況下的0.65 %。平滑的功率輸出保證了電力系統的穩定性。由附錄C圖C1可知，峰值功率平抑使儲能SOC變化0.35 %，對儲能正常運行幾乎沒有影響。

4.2 變風速下基于周期性MPP檢測的PRC方法

設定PRC 運行周期為40 s，風速由9 m／s 逐漸升高至11 m／s，在提出的PRC 方法下，風電機組輸出功率以及風電系統向交流電網輸送的功率如附錄C圖C2所示，SOC變化情況如附錄C圖C3所示。

由圖C2 可知，隨著風速增大，風電機組最大輸出功率增大，提出的PRC 方法能夠快速準確跟蹤風速變化導致的MPP 變化，并在檢測到MPP 后迅速切換為PRC 模式，MPPT 過程中產生的峰值功率被儲能有效平抑。由圖C3 可知，盡管由于變風速下MPPT模式的功率備用參考值依照上一周期的風速，使得儲能吸收的峰值功率略大于定風速的情況（第一次模式切換后SOC 增加0.77 %）。然而，隨著風電機組最大輸出功率的增大，風電機組MPP 檢測所需時間變短，吸收的峰值功率逐漸減少，儲能電池的SOC 變化隨即逐漸減小，對儲能正常運行幾乎沒有影響。第4個周期風電并網功率波動僅為0.015 MW，為穩定工況下的0.91 %。因此，本文提出的PRC 方法在定風速和變風速的情況下均能夠有效實現風電機組PRC。

4.3 變風速下風電機組參與一次調頻分析

如前文所述，本文提出的PRC 方法相比常規的基于減載功率跟蹤曲線的PRC 方法更加簡單直接，實用性更強。此外，由于本文提出的方法與風力發電機轉速不存在耦合作用，當需要時能夠為電網提供更加穩定的頻率支撐。因此，為驗證本文所提方法在主動頻率支撐場景的有效性，進行風電機組參與電網一次調頻的仿真分析，其中傳統PRC 方法中減載功率曲線、轉速參考值、槳距角參考值的計算方法見參考文獻［13］。在風電機組定功率控制中引入功率-頻率下垂控制，下垂系數設為20，設置風速由8 m／s 持續變化至9 m／s，PRC 方法周期為50 s，備用功率為0.15 MW，分別在30 s 和70 s 設置5 % 負載階躍，并在50 s 清除第1 個擾動。當風電機組采用MPPT 無附加控制、傳統PRC（基于減載功率跟蹤曲線的方法）、本文所提PRC 時仿真結果如圖9 所示。圖中：Pcap為風電機組捕獲功率；f為系統頻率；t1為新周期初始時刻；t2為PRC 模式投入時刻；［t1，t2］機組運行于MPPT模式。

圖9 變風速下風電機組參與電網一次調頻仿真結果Fig.9 Simulative results of primary frequency regulation with participation of wind turbine units under variable wind speeds

首先分析第1 個周期，MPPT 運行且無附加控制時風電機組始終運行于MPP，不響應頻率變化，此時系統在擾動下的頻率最低點為49.53 Hz，穩態頻率為49.87 Hz。風電機組采用傳統的PRC 方法參與一次調頻時，當系統受擾后頻率下降，風電機組立即響應，風電機組捕獲功率和風電并網功率迅速增加，頻率最低點為49.81 Hz，穩態頻率為49.90 Hz，最大頻率偏差相比于MPPT無附加控制減少了59.6 %，穩態頻率提升了0.03 Hz。但是由于一次調頻過程中轉速下降，風電機組從減載功率跟蹤曲線獲取的功率參考值繼而下降，這削弱了一次調頻的效果。由于本文所提的方法不存在頻率控制回路與功率跟蹤曲線的交互影響，風電機組采用該控制方法時風電并網功率與風電機組捕獲功率均大于傳統PRC方法，系統受擾后頻率最低點為49.85 Hz，穩態頻率為49.92 Hz，最大頻率偏差相比于傳統PRC 減少了21.1 %，穩態頻率提升了0.02 Hz。

進入第2 個周期，風電機組獲取新的風速并捕獲對應風能，MPPT無附加控制下的風電機組快速獲取新的MPP，傳統PRC 下的風電機組跟蹤預先計算的減載功率跟蹤曲線運行于新的PRP，而本文所提PRC 使風電機組切換至MPPT 模式，捕獲MPP 后切換至PRC 模式運行。具體而言，在本文所提控制方法下，進入第2個周期后，風電機組利用MPPT算法捕獲最大功率，然后切換為PRC 模式，在運行于MPPT模式下風電機組捕獲本周期風速的時段［50，56.7） s內，風電系統（儲能平抑峰值功率后的輸出功率）根據上一周期功率備用參考值輸出功率，56.7 s時風電機組檢測到當前較高風速下的MPP，更新功率備用參考值，同時風電機組切換為PRC 模式，按照更新后的參考值輸出功率。實際系統中，大電網能夠消納由于風速波動造成的風電系統并網功率波動。由于本文采用容量較小的等值機表示電網，因此風速變化導致的風電系統出力波動對電網頻率有一定影響，通過系統配置負荷可消除該影響。第2 次擾動發生后，傳統PRC 下的系統受擾后頻率最低點為49.82 Hz，穩態頻率為49.92 Hz，最大頻率偏差相比于MPPT無附加控制減少了61.7 %，穩態頻率提升了0.05 Hz。本文所提PRC 方法控制效果仍然優于傳統PRC 方法，系統受擾后頻率最低點為49.85 Hz，最大頻率偏差相比于傳統PRC 減少了16.7 %，穩態頻率與傳統PRC 下的情況相同，這是因為穩態時轉子轉速恢復至額定值，PRC還依靠槳距角動作，此時減載功率跟蹤曲線與一次調頻無交互影響，傳統PRC方法也能最大限度地提升系統穩態頻率。

仿真結果證明本文所提的PRC 方法可以避免傳統方法中減載功率跟蹤曲線與頻率控制回路的交互影響，能夠為電網提供更加穩定的頻率支撐。

5 結論

本文提出了一種基于周期性MPP 檢測的風電機組PRC 方法，該方法使風電機組可以快速響應控制信號，有效檢測實時MPP，準確高效實現風電機組PRC。該方法避免了功率跟蹤曲線的繁瑣計算過程以及與附加功率控制（如一次調頻控制等）的耦合影響，能夠幫助風電機組實現更加穩定的電網支撐效果，而不受暫態過程中風力發電機轉速變化的影響。提出的轉速-機械功率偽單調曲線使風電機組穩定運行在超速PRP，提出的峰值功率平抑控制能夠利用儲能裝置吸收MPPT 過程產生的峰值功率，保證了并網輸出功率質量。仿真結果表明本文提出的PRC 方法可以在定風速和變風速的情況下有序運行，且使一次調頻效果優于傳統PRC，在設置的具體算例中，本文方法相比于傳統PRC 使系統最大頻率偏差減少了21.1 %，穩態頻率提升了0.02 Hz。雖然本文以永磁風電機組為例闡述PRC 方法，但雙饋風電機組的有功功率控制原理和頻率支撐附加環節與永磁風電機組高度相似，因此所提的PRC 方法同樣可應用于雙饋風電機組。盡管所提的PRC 方法需要儲能系統輔助，但其結構簡單，計算量小，實用性強，有效提高了風電機組附加功率控制的靈活性，為電網友好型風電機組的進一步發展提供理論支撐。

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