朱 瑛，郭雅慧，王志聪

（河海大学能源与电气学院，江苏省南京市 211100）

0 引言

据国际能源署（IEA）和中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA）称，由于新型冠状病毒肺炎疫情的蔓延，为加速全球经济复苏，电力结构需更大程度地转向可再生能源以促进能源转型［1］。近些年，由于化石燃料等传统能源日益紧缺，风电发展迅速，风能成为目前世界上最成熟、最有前途的可再生能源之一［2］。2019年，中国风力发电量首次突破400 TW·h，占总发电量的5.5%［3-5］。随着全球的风电产能持续增长，风电技术将进一步发展。

然而，由于风速的随机性［6-8］，波动的风电功率会给电网带来电压或频率的波动，降低了电能质量，且会导致一系列的不稳定问题［9］。针对功率的波动，学者们提出了很多平滑方法，总体可分为间接功率控制、直接功率控制两大类［10-11］。

间接功率控制利用储能系统实现，只要引入足够大容量的储能就可显著减轻功率波动，同时不影响风力发电效率［12-13］。然而，加装储能的成本较高，且无法改善风力发电机端侧变流器所造成的功率波动。因此，研究依靠风力发电系统自身平滑输出功率的控制策略很有必要，即直接功率控制。直接功率可通过转子动能、直流母线电压、桨距角等来控制［14-16］。然而，直流母线电压控制引起的过大电压脉动会影响系统正常稳定运行［17］；频繁的桨距角控制往往会增大风力机叶片机械应力且会降低风力发电效率［18］；风力发电机转子较大的惯性能储存大量的能量［19-21］，调节转速来释放储存的转子动能可间接控制风力机输出功率。……