许益恩，张新松，李大祥，张罗玉，陈 沛，杨德健

（1.南通大学 电气工程学院，江苏 南通 226019；2.东北电力大学 电气工程学院，吉林 吉林 132012）

0 引言

近年来，在能源电力转型的时代背景下，以风电为代表的新能源发电在电力系统中占比不断增加[1]。截至2021年11月底，我国风电累计装机容量达300GW，约占全国电源装机总量的13%，位 居 世 界 第 一[2]。

变速恒频双馈风力发电机（Doubly-Fed Induction Generator，DFIG）具 有 体 积 较 小、控 制 灵活等特点，已成为当前风电场的主流机型之一。该风力发电机通过变流器并网，风机转速与系统频率解耦。当系统发生扰动后，DFIG无法提供频率响应服务[3]，[4]。另外，随着风电渗透率的不断提高，越来越多的火电机组被取代，电力系统整体惯性水平降低[5]。当系统发生较大的频率扰动事件时，频率跌落严重，容易触发第三级别系统保护动作，给系统频率稳定性带来巨大的挑战[6]。因此，一些高风电渗透率的国家明确要求风电机组像常规机组一样，具备一定的调频能力[7]，[8]。

目前，DFIG利用自身灵活的控制能力参与系统频率调控大致分为功率备用控制策略和转子动能控制策略[9]。其中，功率备用控制策略包含变桨控制和转子超速控制。然而，风机长期运行于减载模式，不利于风电场经济运行[10]，[11]。相比之下，转子动能控制策略利用风机叶片存储的能量参与频率调节，在保证风电场经济效益的同时，还 取 得 了 良 好 的 调 频 效 果[12]，[13]。

文献[14]通过附加辅助控制环节，使DFIG模拟出一次频率响应。然而，采用固定增益策略在一定程度上限制了风电机组的调频潜力。……