基于虚拟同步补偿器的常规风电场“场站级”电压源型协同控制策略

为解决“双高”系统电压源缺失性及惯性和阻尼不够带来的电压稳定性问题，研究人员以构网变流器控制加储能技术为切入点，提出了风电场交流侧配备虚拟同步补偿器的解决方案。在直流侧配备储能，需要对整个风电场换代升级，经济性较差；在交流侧配备虚拟同步补偿器，虽升级简单，但采用独立控制策略，未从根本上解决新能源场站整体表现为电压源特性的问题。因此，文中提出了一个基于超级电容储能的虚拟同步补偿器协同控制方案，并充分考虑了超级电容储能容量的限制作用，该方案的有效性和可行性在MATLAB/Simulink仿真平台中进行了验证。结果表明：通过协同控制风电场与虚拟同步补偿超级电容的出力，能够在保证设备安全运行的前提下，整个风电场站表现出电压源特性，同时可为对风电场提供阻尼支撑作用。可见，超级电容额定功率为15%的风机额定功率时，其协同控制效果即可实现最佳风电波动性抑制和阻尼性能。