雙饋風(fēng)電場并網(wǎng)抑制頻率振蕩控制策略

隨著我國“雙碳”目標(biāo)的提出，以風(fēng)電為代表的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)規(guī)模不斷增大.風(fēng)力發(fā)電的間歇性、不穩(wěn)定性威脅著電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行.當(dāng)大規(guī)模風(fēng)電場集中接入電力系統(tǒng)后，一方面，由于雙饋異步發(fā)電機(jī)(DFIG)的“機(jī)械-電解耦合”特性，其機(jī)械量和電量相互解耦，這使得其無法為電網(wǎng)提供機(jī)械慣性，從而削弱系統(tǒng)阻尼并降低了系統(tǒng)穩(wěn)定性.另一方面，大多數(shù)風(fēng)電場都位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)離電力系統(tǒng)，輸電線路的等效電抗大于靠近負(fù)荷中心的線路等效電抗.因此，風(fēng)電場相當(dāng)于連接到了一個(gè)弱電網(wǎng).近年來，越來越多的研究者對風(fēng)電并網(wǎng)后系統(tǒng)的阻尼特性及相應(yīng)控制策略進(jìn)行了深入研究.

對于風(fēng)電場并網(wǎng)后系統(tǒng)阻尼特性的研究，文獻(xiàn)[3-4]認(rèn)為在風(fēng)電機(jī)組類型確定的情況下, 接入距離越近、風(fēng)電滲透率越低，阻尼效果越好.文獻(xiàn)[5]分析了虛擬慣量控制對風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)阻尼特性的影響，提出利用風(fēng)電場中配置的靜止同步補(bǔ)償器增強(qiáng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的控制策略.文獻(xiàn)[6-7]提出了引入反映同步發(fā)電機(jī)阻尼繞組特性的暫態(tài)阻尼環(huán)節(jié)的解決方法，解決一次調(diào)頻與傳統(tǒng)阻尼特性的相互影響問題.文獻(xiàn)[8-9]分析了實(shí)施慣量控制的風(fēng)電場在弱電網(wǎng)條件下會參與系統(tǒng)低頻振蕩并引入新弱阻尼振蕩，以此提出了一種雙層阻尼控制體系來增強(qiáng)風(fēng)電場的阻尼特性.文獻(xiàn)[10]提出了一種基于附加電壓控制器的阻尼控制方法，該阻尼控制器可以充分抵消延時(shí)影響，從而可以改善阻尼頻率振蕩.

山西沿黃縣市主要旅游資源的空間分布如圖1、2所示，旅游景點(diǎn)沿黃河這條軸線廣泛分布，但分布總體集中在運(yùn)城地區(qū)和偏關(guān)、河曲一帶，旅游資源分布的地理空間鄰近性有利于統(tǒng)籌全域綜合開發(fā)。

在增強(qiáng)含風(fēng)電場電力系統(tǒng)阻尼的控制策略方面，文獻(xiàn)[11]提出以系統(tǒng)頻率偏差為輸入, 在雙饋風(fēng)機(jī)上設(shè)計(jì)了附加阻尼控制器，為系統(tǒng)注入正阻尼.文獻(xiàn)[12]提出了一種在DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)增加阻尼控制器的混合模型高級控制策略，該策略可以有效地提高風(fēng)機(jī)的故障穿越能力.文獻(xiàn)[13-14]提出了一種基于全維狀態(tài)空間反饋的附加阻尼控制器，調(diào)節(jié)各換流站的有功功率, 從而抑制系統(tǒng)的振蕩.文獻(xiàn)[15]提出一種基于史密斯預(yù)估-自抗擾控制的雙饋風(fēng)電場廣域附加阻尼控制器，能夠有效地抑制區(qū)間低頻振蕩.文獻(xiàn)[16]提出通過將混合的多個(gè)有源阻尼回路分別集成到有功和無功功率控制器中，可以同時(shí)改善所有振蕩模式的阻尼控制.文獻(xiàn)[17]基于二次最優(yōu)控制原理設(shè)計(jì)了多頻段高壓直流附加控制器，可抑制交流系統(tǒng)中因功率不平衡引起的振蕩.

八九年前吧，那時(shí)她也幸福，幸福地和許峰談著戀愛，但他們在一起連兩人租房子的房東都不看好。原因是，李莉看起來太安生了，淳樸而無辜，整天樂顛顛地跟著許峰；而許峰英俊的臉上一雙桃花眼里飛揚(yáng)著的盡是不安分，住著廉價(jià)的出租屋，每天打扮得像個(gè)貴公子。他們這樣的組合在外人看來，像個(gè)一眼能看到頭的玩笑。

式中：Δ()=()-(-1)

1 風(fēng)電場并網(wǎng)的阻尼特性機(jī)理分析

1.1 不含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)固有阻尼特性

考慮到電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性及風(fēng)電接入電網(wǎng)形式多樣性，為簡化分析過程，本文重點(diǎn)研究風(fēng)電經(jīng)“風(fēng)火打捆”系統(tǒng)，并考慮由遠(yuǎn)距離高壓輸電線路并入大電網(wǎng)的典型情況，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示.其中：H為同步發(fā)電機(jī)，代表常規(guī)電站；風(fēng)電場代表風(fēng)電場群；為H輸出的有功功率；為風(fēng)電場輸出的有功功率；為風(fēng)電場輸出的無功功率；為H的內(nèi)電勢；為的相角；、分別為節(jié)點(diǎn)、的電壓幅值；為節(jié)點(diǎn)電壓相角；和為輸電線路的電抗.

1）根據(jù)現(xiàn)有船隊(duì)結(jié)構(gòu)制定低硫燃油換裝計(jì)劃。全球航運(yùn)業(yè)的集中度越來越高，大量運(yùn)力被控制在聯(lián)盟手中，自有和租賃船舶的數(shù)量巨大。從2019年初開始，低硫燃油需求會逐步增加，四季度大量船舶開始進(jìn)行低硫燃油置換。預(yù)計(jì)2020年新政實(shí)施之時(shí)，傳統(tǒng)船用燃料需求結(jié)構(gòu)將發(fā)生大規(guī)模調(diào)整，中國80%的高硫燃油需求將轉(zhuǎn)變?yōu)榈土蛉加托枨?。為避免集中換油出現(xiàn)的供應(yīng)緊張局面，船東應(yīng)在未來一年過渡期內(nèi)提前制訂好船舶低硫油改造計(jì)劃，提出可行性改造方案，計(jì)算成本投入，還要申請檢驗(yàn)，取得主管機(jī)關(guān)的認(rèn)可證書。同時(shí)，逐步清理高硫燃油庫存，確保2020年之前所有船舶使用合規(guī)燃油。

短短兩個(gè)月，小鄒和小劉之間發(fā)生了多起糾紛，巧合也有，故意也有，雖然沒釀成大的事故，但嚴(yán)重削弱了班級凝聚力，影響了班風(fēng)。追根溯源，還得回到那起偷竊事件。那次陰影一直籠罩著小劉和小鄒，讓她們不能釋懷。找到了癥結(jié)所在，結(jié)合她們兩人的實(shí)際情況，我采取了三步走的解決策略：

當(dāng)圖1中不包含風(fēng)電場，且假設(shè)H的機(jī)械輸入功率為常值，則可以得到小信號作用下H的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程：

(1)

式中：Δ為電磁功率增量；Δ為電壓相角增量；為H慣性時(shí)間常數(shù)；為H的阻尼系數(shù).

在不考慮勵(lì)磁系統(tǒng)作用且假定恒定的情況下，可得：

(2)

Δ=Δ

(3)

將式(3)代入式(1)得到：

(4)

1.2 包含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)阻尼性質(zhì)

阻尼機(jī)電振蕩可通過加入動(dòng)態(tài)有功發(fā)生裝置來實(shí)現(xiàn)，下面分析雙饋風(fēng)電機(jī)組的阻尼機(jī)理.假設(shè)風(fēng)電場的接入點(diǎn)在圖1中節(jié)點(diǎn)處，由圖1可得：

堅(jiān)持環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，打造綠色環(huán)保企業(yè)。按照《水十條》要求及黑龍江省委省環(huán)保廳的統(tǒng)一部署，公司全面啟動(dòng)加油站地下儲罐防滲漏治理工作，制定詳細(xì)整改計(jì)劃，倒排工期，統(tǒng)籌安排地下儲罐防滲漏治理改造工作。目前，在營加油站全部完成油氣回收改造，經(jīng)檢測合格率達(dá)100%。2018年計(jì)劃完成60座雙層罐改造，力爭2019年底完成率100%。規(guī)范危險(xiǎn)廢物處置，嚴(yán)控“三廢”排放。對庫站進(jìn)行環(huán)保技術(shù)升級改造，安裝油污水處理裝置、設(shè)置應(yīng)急事故池等環(huán)保措施，堅(jiān)決杜絕違規(guī)處置和違規(guī)排放。

(5)

(6)

式中：Δ為風(fēng)電場輸出有功功率增量；Δ為節(jié)點(diǎn)的電壓幅值增量；，0為節(jié)點(diǎn)電壓相角初值；，0為節(jié)點(diǎn)電壓幅值初值聯(lián)立式(5)和(6)并消去Δ后可得：

Δ=

(7)

為了突出本文所提控制器的有效性，通過設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)附加控制器進(jìn)行對比.該控制器采用PSS控制理論，引入PSS控制結(jié)構(gòu)到DFIG的有功功率控制環(huán)節(jié)中，其控制框圖如圖5所示, 其中：、為時(shí)間常數(shù).

Δ(j)=Δ(j)(j)

其中：(j)為風(fēng)電機(jī)組作為受電網(wǎng)頻率作用的功率源；Δ為H的轉(zhuǎn)子角頻率微變量.Δ可分解為同步轉(zhuǎn)矩分量和阻尼轉(zhuǎn)矩分量，可得到Δ作用下的Δ的表達(dá)式：

Δ=[-sin(j)+]Δ-

(8)

(9)

(10)

將式(8)代入式(1)得到含風(fēng)電場的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程：

社會的需要是檢驗(yàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。研究制訂適合新工科背景的教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)了解企業(yè)與市場的動(dòng)態(tài)化需求，做好與畢業(yè)生的交流與反饋工作，開展多維度的畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量評價(jià)等的，是進(jìn)一步提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的階梯。

“織金堆玉”是廣彩最為特殊的藝術(shù)手法。在白胎瓷器上運(yùn)用類似提花織物中的“織”手法，將金水或銀水描繪在瓷器上。清朝詞人對此有生動(dòng)的經(jīng)典描繪：“彩筆為針，丹青作線，縱橫交織針針見，何須錦緞繡春圖，春花飛上銀瓷面”。

(11)

1.3 風(fēng)電場并網(wǎng)產(chǎn)生阻尼特性分析

由1.2節(jié)的討論可知：當(dāng)0°<∠(j)<90°或270°<∠(j)<360°時(shí)，風(fēng)電場并網(wǎng)后產(chǎn)生的阻尼為負(fù)；當(dāng)∠(j)=90°時(shí)，風(fēng)電場并網(wǎng)后產(chǎn)生的阻尼為0；當(dāng)90°<∠(j)<270°時(shí)，風(fēng)電場并網(wǎng)后產(chǎn)生的阻尼為正；當(dāng)∠(j)=180°，風(fēng)電場并網(wǎng)后產(chǎn)生的阻尼最大.

2 利用風(fēng)電場阻尼系統(tǒng)振蕩控制器的設(shè)計(jì)

2.1 單神經(jīng)元自適應(yīng)比例積分微分控制原理

單神經(jīng)元自適應(yīng)比例積分微分(PID)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示.其中：(=1, 2, 3)為輸入量；()為設(shè)定值；()為輸出；()為()與()

的誤差值；Δ為控制信號；為輸出放大倍數(shù)；為反饋信號.系統(tǒng)中的單神經(jīng)元控制器通過學(xué)習(xí)，持續(xù)對PID參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制.由于其結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性較強(qiáng)，單神經(jīng)元自適應(yīng)控制在一些特殊控制領(lǐng)域應(yīng)用較廣.

至此，式(16)～(21)就是基于二次型性能指標(biāo)學(xué)習(xí)算法的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制算法.相比于2.1節(jié)的增量式PID控制算法，采用二次型性能指標(biāo)學(xué)習(xí)算法來計(jì)算控制律可以得到更優(yōu)的控制效果.將此算法運(yùn)用至附加阻尼控制器，為使算法具有更強(qiáng)的自適應(yīng)能力，對引進(jìn)的比例系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化.令：

在學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生多方的努力下，國際商務(wù)專業(yè)與武漢中歐自貿(mào)城商業(yè)管理有限公司的合作辦學(xué)，在教學(xué)上積累了許多經(jīng)驗(yàn)，然而，由于許多客觀原因，導(dǎo)致合作辦學(xué)也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和阻礙，在進(jìn)一步推進(jìn)中還有亟待解決。

Δ()=(()-(-1))+()+

林地變更調(diào)查工作是近幾年開展的常規(guī)性基礎(chǔ)調(diào)查工作，是在林地“一張圖”基礎(chǔ)上，收集林業(yè)經(jīng)營區(qū)劃數(shù)據(jù)(包括：森林采伐、造林、撫育、新成林等)和林地變化(包括征占林地和新增林地)數(shù)據(jù)，通過上一年度和本年度兩期遙感影像地類判讀，結(jié)合現(xiàn)地補(bǔ)充調(diào)查核實(shí)等技術(shù)手段，更新林地“一張圖”數(shù)據(jù)庫圖斑空間分布與管理因子屬性信息，作為林地變更調(diào)查工作的成果[1]。其中，兩期遙感影像地類判讀是林地變更調(diào)查工作的基礎(chǔ)，對林地變更調(diào)查的成果質(zhì)量起著舉足輕重的作用。

(12)

(13)

(14)

則單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器的輸出為

(15)

值的選擇很重要值越大，則快速性越好，但也會導(dǎo)致超調(diào)量大，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定；值選擇過小，則快速性變差.

2.2 勵(lì)磁變頻器的阻尼控制策略

表達(dá)時(shí)間優(yōu)化：取重組表達(dá)質(zhì)粒pET28a-Flagellin-3M2e轉(zhuǎn)化BL21（DE3）感受態(tài)細(xì)胞，置于內(nèi)含卡那霉素的 LB培養(yǎng)液培養(yǎng)（37℃），至A600為0.6~0.8，加入IPTG（終濃度1 mol/L），繼續(xù)搖蕩誘導(dǎo)表達(dá)，分別于 2、4、6、8、10 h 取菌液，裂解后進(jìn)行 SDS-PAGE分析。

神經(jīng)元環(huán)節(jié)組成.

單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制原理見2.1節(jié).為了實(shí)現(xiàn)輸出誤差和控制增量的同時(shí)約束控制，本文將采用一種基于二次型性能指標(biāo)的學(xué)習(xí)算法.引入的二次型性能指標(biāo)通過使輸出誤差和控制增量加權(quán)平方和為最小來調(diào)整加權(quán)系數(shù)，從而可以間接實(shí)現(xiàn)對二者的約束控制.

這里取系統(tǒng)性能指標(biāo)表達(dá)式如下：

(16)

式中：、分別為事先設(shè)定的輸出誤差和控制增量的加權(quán)系數(shù)；()和()為采樣時(shí)刻的系統(tǒng)的參考輸入和輸出.

為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的誤差逐漸減小，應(yīng)該使與誤差的負(fù)梯度成正比，即：

(17)

式中：為正常數(shù).則誤差梯度表達(dá)式為

(18)

式中：為調(diào)整系數(shù)；()為采樣時(shí)刻的教師信號.將式(18)代入式(17)，可得：

Δ()=[()()-

(19)

又由=(-1)+Δ可得：

()=(-1)+(()()-

本文運(yùn)用MATLAB/Simulink軟件建立含風(fēng)電機(jī)組的區(qū)域電力系統(tǒng)模型，區(qū)域電力系統(tǒng)模型采用IEEE四機(jī)兩區(qū)域系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示.

()=(-1)+(()()-

(20)

式中：、、分別為比例、積分、微分下的正常數(shù).則可以得到：

每天的工作從中級篩選忙碌的流水線開始。明晃晃的頂燈之下，虛擬零件的數(shù)據(jù)流明明暗暗閃爍著淡藍(lán)色的熒光，在傳送帶上安靜地呼吸著。

(21)

已有的研究為風(fēng)電場阻尼電力系統(tǒng)奠定了理論基礎(chǔ)，也提出了許多解決問題的方法.然而，對于風(fēng)電場提供正阻尼還是負(fù)阻尼的條件并沒有給出明確的理論依據(jù).本文在研究雙饋風(fēng)電場對系統(tǒng)振蕩阻尼作用的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出風(fēng)電場提供正阻尼的解析條件，并以此提出了一種變增益神經(jīng)元自適應(yīng)控制方法，以提高雙饋風(fēng)電場并網(wǎng)抑制低頻振蕩的動(dòng)態(tài)品質(zhì).

在時(shí)刻，增量式PID控制算法可表示為

=esgn|Δ|

(22)

式中：為一個(gè)正實(shí)數(shù).當(dāng)Δ=0時(shí)，sgn|Δ|=0，=；當(dāng)Δ≠0時(shí)，sgn|Δ|=1，隨|Δ|的增大而增大，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)過程，優(yōu)化調(diào)節(jié)效果.

由圖3可知，在附加阻尼控制環(huán)節(jié)，根據(jù)輸入量Δ，通過智能控制器自適應(yīng)調(diào)節(jié)比例系數(shù)及、、參數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行相位補(bǔ)償和放大增益調(diào)整，以保證校正后的∠(j)接近于180°；放大環(huán)節(jié)的增益盡可能大.通過以上阻尼控制策略的分析可知，控制過程只需機(jī)組自身參數(shù)，具有避開電力系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)及調(diào)試、無需改變硬件結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，勵(lì)磁變頻器的參數(shù)整定在考慮到實(shí)用化上也會更加方便.

3 算例驗(yàn)證

3.1 仿真參數(shù)

()=(-1)+(()()-

(()-2(-1)+(-2))

3.2 DFIG-PSS附加控制器

由于電力系統(tǒng)具有-解耦性，電壓微變Δ主要受風(fēng)電場無功的影響.在討論風(fēng)電場對系統(tǒng)的阻尼作用時(shí)，是通過調(diào)制Δ以產(chǎn)生阻尼轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)的，而無功為恒定模式，所以不考慮風(fēng)場無功增量引起的節(jié)點(diǎn)電壓變化(即Δ≈0)，也不再考慮由Δ引起的Δ.根據(jù)文獻(xiàn)[19]的定義，即

3.3 仿真分析

..三相短路故障情形 為測試所設(shè)計(jì)的控制器是否能有效抑制低頻振蕩，設(shè)置了三相短路故障.在如圖4所示區(qū)域的電力系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行至20 s時(shí)，在系統(tǒng)中母線3處設(shè)置一個(gè)持續(xù)時(shí)長為0.1 s的三相短路故障，從而誘發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)低頻振蕩.通過示波器觀測系統(tǒng)中各變化量，將單神經(jīng)元附加控制器與無附加控制、DFIG-PSS附加控制的情況進(jìn)行對比，判斷單神經(jīng)元附加控制策略抑制系統(tǒng)低頻振蕩的有效性.

開設(shè)各類實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，這主要是對專業(yè)課程理論教學(xué)的補(bǔ)充，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，通過到工業(yè)現(xiàn)場參觀、聽課，了解工業(yè)現(xiàn)場，了解現(xiàn)場使用到的專業(yè)課知識，掌握各種設(shè)備的使用情況，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析能力。但實(shí)際實(shí)施過程不盡如人意。

圖6為區(qū)域1同步機(jī)相對區(qū)域2同步發(fā)電機(jī)組的相對轉(zhuǎn)子角響應(yīng)曲線.從圖6中可以看出，與無附加阻尼控制器相比，DFIG-PSS附加控制和單神經(jīng)元附加控制兩種情況振蕩情況的穩(wěn)定時(shí)間皆有提前.與DFIG-PSS附加控制相比，系統(tǒng)采用單神經(jīng)元附加控制器的情況下系統(tǒng)的相對轉(zhuǎn)子角的穩(wěn)定時(shí)間明顯提前，振蕩峰值也明顯下降.

圖7為區(qū)域1至區(qū)域2的傳輸線有功功率的振蕩曲線.從圖7中可以看出，加入單神經(jīng)元附加控制器之后，傳輸線功率振幅明顯減少，其在故障發(fā)生后，繼續(xù)振蕩3 s之后趨于穩(wěn)定，比DFIG-PSS控制提前了2 s，證明了單神經(jīng)元附加控制器在系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障時(shí)比DFIG-PSS附加控制具有更明顯的抑制系統(tǒng)低頻振蕩作用，其在改善系統(tǒng)阻尼特性方面具有更好的魯棒性.

圖8為雙饋風(fēng)電機(jī)組有功功率的響應(yīng)曲線.從圖8中可以看出，若雙饋風(fēng)電機(jī)組沒有采用附加裝置，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，雙饋風(fēng)電機(jī)組有功控制環(huán)在故障暫態(tài)之后并沒有發(fā)生什么改變，此時(shí)系統(tǒng)的低頻振蕩持續(xù)時(shí)間較長，而考慮DFIG-PSS附加控制和單神經(jīng)元附加控制策略之后，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，雙饋風(fēng)電機(jī)組的有功控制環(huán)均參與了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，其有功功率隨著系統(tǒng)的振蕩而發(fā)出動(dòng)態(tài)響應(yīng)，進(jìn)而起到抑制系統(tǒng)低頻振蕩的作用，并且單神經(jīng)元附加控制器具有更明顯的改善系統(tǒng)功率的能力.

圖9為三相短路故障下系統(tǒng)同步機(jī)轉(zhuǎn)速曲線.從圖9中也可以看出，單神經(jīng)元附加控制優(yōu)越于DFIG-PSS附加控制.

..機(jī)端擾動(dòng)情形 為了進(jìn)一步測試雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)有功控制環(huán)附加阻尼控制器的有效性，本節(jié)利用發(fā)電機(jī)機(jī)端擾動(dòng)特例為四機(jī)兩區(qū)域電力系統(tǒng)制造系統(tǒng)低頻振蕩工況.具體實(shí)施方案如下：在四機(jī)兩區(qū)域電力系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行至20 s時(shí)，在同步發(fā)電機(jī)2的勵(lì)磁參考電壓處加入一個(gè)10%的階躍響應(yīng)，使輸入值由1.0 (p.u.)突降至0.9 (p.u.)，系統(tǒng)運(yùn)行至20.6 s時(shí)，擾動(dòng)源去除，系統(tǒng)恢復(fù)正常，觀察系統(tǒng)各項(xiàng)變量變化曲線，如圖10所示.

圖10為區(qū)域1同步機(jī)相對區(qū)域2的同步發(fā)電機(jī)組的相對轉(zhuǎn)子角的響應(yīng)曲線.從圖10中可以看出，對于機(jī)端擾動(dòng)，系統(tǒng)采用單神經(jīng)元附加控制器時(shí)，相對轉(zhuǎn)子角相比于無附加阻尼控制器和DFIG-PSS附加控制能夠更快趨于穩(wěn)定，振蕩峰值明顯下降.

我國實(shí)行的社會主義制度，決定了我國現(xiàn)代化建設(shè)必須走生態(tài)的綠色發(fā)展道路。綠色發(fā)展道路主要是從人的實(shí)際需求出發(fā)來決定社會發(fā)展的方向與目標(biāo)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的碩果給人類的生存和發(fā)展帶來了無限的好處，但與此同時(shí)也需要注重對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，唯有如此才能為人類本身的發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力支撐。習(xí)近平指出：“我們要建設(shè)的現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，既要?jiǎng)?chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富以滿足人民日益增長的美好生活需要，也要提供更多優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品以滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要?！保?］表明生態(tài)環(huán)境建設(shè)是我國建設(shè)社會主義現(xiàn)代化的基本要求。

圖11所示為區(qū)域1至區(qū)域2的傳輸線有功功率的振蕩曲線.從圖11中可以看出，機(jī)端擾動(dòng)誘發(fā)低頻振蕩故障時(shí)，加入單神經(jīng)元附加控制器之后，功率振幅明顯減小，出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，振蕩3 s之后趨于穩(wěn)定，比DFIG-PSS控制提前了3 s，證明了單神經(jīng)元附加控制器在出現(xiàn)機(jī)端擾動(dòng)時(shí)具有更明顯的抑制系統(tǒng)低頻振蕩的作用.

圖12為雙饋風(fēng)電機(jī)組有功功率的響應(yīng)曲線.從圖12中可以看出，考慮單神經(jīng)元附加控制策略之后，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)機(jī)端擾動(dòng)誘發(fā)的低頻振蕩時(shí)，雙饋風(fēng)電機(jī)組的有功控制環(huán)參與了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，發(fā)出動(dòng)態(tài)響應(yīng)，進(jìn)而起到抑制系統(tǒng)低頻振蕩的作用，并且單神經(jīng)元附加控制比DFIG-PSS控制具有更明顯的改善系統(tǒng)功率的能力.

圖13為機(jī)端擾動(dòng)情況下系統(tǒng)同步機(jī)轉(zhuǎn)速曲線.由圖13可知，機(jī)端擾動(dòng)誘發(fā)低頻振蕩故障發(fā)生后，采用本文提出的附加控制時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速雖有振蕩但能夠更快趨于穩(wěn)定，控制效果更明顯.

從以上仿真效果可以看出，機(jī)端擾動(dòng)系統(tǒng)環(huán)境與三相短路故障相似，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩故障時(shí)，單神經(jīng)元附加控制器可以使雙饋風(fēng)電機(jī)組有功功率控制環(huán)快速發(fā)出有功功率參與系統(tǒng)振蕩調(diào)節(jié).并且由于單神經(jīng)元附加控制器的優(yōu)越性，其可以使系統(tǒng)更快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài).

4 結(jié)語

本文圍繞雙饋風(fēng)電場的有功調(diào)節(jié)抑制電力系統(tǒng)頻率振蕩問題展開研究，在雙饋發(fā)電機(jī)的機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)速環(huán)上引入了以增加電力系統(tǒng)阻尼為目標(biāo)的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID附加阻尼控制器.仿真測試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)頻率振蕩故障期時(shí)，采用本文提出的控制策略可以使風(fēng)電場快速發(fā)出有功功率，以增加系統(tǒng)阻尼，抑制系統(tǒng)出現(xiàn)的頻率振蕩，并且改進(jìn)的控制策略不會對風(fēng)機(jī)和系統(tǒng)造成負(fù)面影響，具有參考價(jià)值.