雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩分析與抑制研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)中風電滲透率不斷提升，大容量風電場并網(wǎng)運行將加劇系統(tǒng)次同步振蕩的風險，不利于系統(tǒng)的可靠運行。本文針對雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩特性進行了分析研究，并利用風電機組自身靈活快速的調控能力，提出了相應的次同步振蕩抑制策略。主要內容如下:
　　(1)建立了雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)模型，主要包括空氣動力學、傳動鏈、雙饋感應發(fā)電機、變流器控制系統(tǒng)以及串聯(lián)電容補償線路模型。所建立的動態(tài)模型為后文雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩特性

2、分析奠定了基礎。
　　(2)采用特征值分析方法，對不同線路拓撲結構下的雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)的振蕩特性以及次同步振蕩模態(tài)的關鍵影響參數(shù)進行了詳細分析。針對次同步振蕩模態(tài)，通過參與因子分析得到對次同步振蕩模態(tài)影響最大的狀態(tài)變量為轉子電流，并進一步分析了影響次同步振蕩模態(tài)的關鍵因素。分析結果表明:雙饋風電機組的輸入風速、轉子側變流器內環(huán)比例參數(shù)與積分參數(shù)以及線路拓撲結構均對系統(tǒng)的次同步振蕩特性產生顯著的影響。
　　(3)針對雙饋風電

3、場并網(wǎng)系統(tǒng)存在的次同步振蕩問題，提出了基于虛擬阻抗的次同步振蕩抑制策略。首先，建立雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗模型;其次，通過頻率掃描與奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)分析轉子側變流器不同控制參數(shù)下系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并與特征值分析結果對比，驗證了阻抗模型的正確性;然后，基于阻抗模型給出詳細的虛擬阻抗控制器的設計方法，通過奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)與伯德圖對控制器抑制效果進行分析;最后，通過時域仿真詳細對比了附加不同性質的控制器的抑制效果，驗證了虛擬阻抗控制器可以最好的抑制

4、系統(tǒng)的次同步振蕩。
　　(4)鑒于雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)辨識容易存在偏差，變流器相關的控制參數(shù)也難以準確獲得，提出了基于轉子電流移相平均的次同步振蕩抑制策略。在分析轉子電流成分的基礎上，通過對轉子電流進行移相與取平均值處理以達到快速平抑系統(tǒng)次同步振蕩的作用。時域仿真驗證了所提抑制策略的有效性以及對量測頻率誤差具有較好的魯棒性。
　　論文所做的理論研究和仿真結果表明:采用特征值分析方法對雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)次同步振蕩進行分析，有