双馈风电场有功频率分层控制

双馈风电场有功频率分层控制双馈风电机组是目前风能发电技术中使用最广泛的一种。在该类型风电机组中，转子采用了双馈路结构，同时又使用了电力电子器件进行控制。这样做的优点在于，双馈风电机组可以通过控制电子器件的转子侧功率，达到有效控制风电机组的输出功率和电网电压，减少电网损耗，提高系统的稳定性。

双馈风电机组的控制主要有两类方法：有功频率分层控制和无功电压分层控制。本文主要探讨有功频率分层控制技术，它是当前风能发电技术中最常用的控制技术之一。

1.基本原理和特点

有功频率分层控制技术的基本思路是在风电机组中增加一个二次回路，通过控制变换器中的转子侧电流，实现对风电机组输出功率的控制。控制方案是将电机运行过程中的各种运行状态分为若干个功率频率层，在每一层中都设定一个输出功率范围。在此基础上，通过控制电机中的电子器件，实现对电机输出功率的分层控制。储能元器件可以在适当的时间提供额外的支持，从而减轻电网的压力和功率谐波的影响。

有功频率分层控制技术具有以下特点：

（1）能够满足不同层次的功率控制要求。

（2）在实际运行中能够提高电机的转矩可控范围和高效率区间。

（3）能够提高风力发电机组输出的稳定性和稳定性，降低电网侧的损耗。

（4）可以实现电机在计划负载条件下的输出功率调整。

2.控制策略

有功频率分层控制的控制策略包括多种类型，下面将对几种常见的控制策略进行介绍。

（1）最大功率点跟踪控制

在该控制策略中，风电机组的输出功率被控制在最大功率点（MPP）附近，在控制过程中，使风电机组的性能最大化。该策略可以实现高效的风能利用，提高风电机组的发电能力和发电效率。

（2）电压控制

该控制技术是双馈风电机组中最常用的一种技术。在该控制技术中，使用变频器进行电压控制，当电网电压下降时，电机的输出功率会随之下降，从而避免由于电网压降引起的损失。

（3）有功频率分层控制

该控制策略将电机的输出功率与电机的输出频率分层，从而实现对发电功率的调节。当风能输入变化，控制器会自动根据当前的工作状态调整电机的输出功率，以保持发电机组的稳定运行。

3.应用案例

有功频率分层控制技术在风能发电领域的应用非常广泛，下面介绍几个应用案例。

（1）罗格朗多-可持续能源风电场

罗格朗多-可持续能源风电场是位于北欧峡湾地区的一个大型风能发电站，该发电站使用的风机全部采用有功频率分层控制技术，在多种气象条件下均能够保持稳定运行，发电效率也大幅提高。

（2）英吉利海角风电场

英吉利海角风电场是英国最大的海上风能发电站。在该工程中，有功频率分层控制技术得到了广泛应用，有效提高了发电效率和电网的稳定性，减少风机的损失。

（3）浙江省弘煜风电公司

浙江省弘煜风电公司是一家专业从事风能发电的企业，在其生产的风电机组中，有功频率分层控制技术得到了广泛应用，并且成功拥有了多项专利。通过这种技术的应用，公司的风电机组发电效率大幅提高，同时电网稳定性也得到了明显提高。

4.结论

有功频率分层控制技术在当前风能发电技术中得到了广泛应用，它是一种高效、可靠、安全的风能发电控制技术。通过结合实际运行情况，合理设计控制策略，在控制风电机组输出功率和风机的安全稳定运行方面，有功频率分层控制技术具有很大的潜力和优势。因此今后在双馈风电机组的发展和应用中，有功频率分层控制技术将继续发挥重要作用。为了更好地分析和总结有功频率分层控制技术在风能发电中的应用，本文将进行相关数据的列举、分析和总结，内容包括控制技术的发展历程、应用现状、技术特点和优势等。

1.发展历程

有功频率分层控制技术是一种比较新的技术，在风能发电中的应用也是近年来逐渐发展起来的。随着风能发电技术的不断发展，风能发电设备的稳定性和效率要求也越来越高。而有功频率分层控制技术正是针对这一需求而发展起来的。

在控制技术的发展历程中，最早采用的控制技术是直接启动控制技术。但是该技术无法实现对风力发电机组输出功率的精确控制，且稳定性较差。之后的变频控制技术解决了这一问题，但是该技术运行效率相对较低，同时需要采用大量的电子器件进行控制，成本较高。随着有功频率分层控制技术的出现，这种技术逐渐被广泛应用于风能发电中。

2.应用现状

有功频率分层控制技术在当前风能发电中应用非常广泛，包括在国内外许多大型风电场中均有采用。中国是全球风能发电的重要国家之一，在国内的大型风电场中有功频率分层控制技术的应用也日益广泛。例如浙江台州海滩工业区和江苏盐城共建的220千伏风电输电工程，均采用了有功频率分层控制技术。

除了国内外的大型风电场，在一些中小型风电场中也有采用该技术的例子。例如青海省玛多县角头乡风电场、河南省沈丘县柳林镇风电场等中小型风电场都采用了该技术，使得这些地区的风能发电效率得到了较大的提升。

3.技术特点和优势

有功频率分层控制技术具有以下技术特点和优势：

（1）精确控制能力强：有功频率分层控制技术可以通过对二次回路中的变换器进行控制，实现对风力发电机组输出功率和电网电压的精确控制，从而提高风电机组的发电效率和稳定性。

（2）多种控制策略：在有功频率分层控制技术中，可以采用多种不同的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、电压控制和有功频率分层控制等，根据具体情况灵活选择。

（3）可靠性高：通过对风电机组中的电子器件进行综合调节，可以有效降低故障率，提高设备的稳定运行能力。

（4）节能环保：采用有功频率分层控制技术可以有效控制电网电压和系统功率谐波，降低电网损耗，从而实现节能环保的目的。

4.适用范围和展望

有功频率分层控制技术在风能发电领域的适用范围非常广泛，不仅适用于大型风电场，也适用于中小型风电场。在应用中，需要结合具体的风电机组类型和控制要求进行选择