雙饋感應風機經串補并網次同步控制相互作用研究.pdf

1、雙饋感應發(fā)電機（Doubly Fed Induction Generator，DFIG）由于其能變速恒頻運行、控制靈活及發(fā)電效率高的特點在風電場得到日益廣泛的應用。隨著風電場裝機容量日益增加和風電場遠離負荷中心的特點，大規(guī)模風電外送多采用含有串聯補償電容的高壓輸電線路。雙饋感應風力發(fā)電機組通過串聯補償線路（簡稱串補線路）外送功率時，可能發(fā)生由次同步控制相互作用(sub-synchronous control interaction，SS

2、CI)引發(fā)的次同步振蕩，導致大量機組跳機。本研究用特征值分析法和傳遞函數法分析雙饋風電場經串補線路外送風電時引起的SSCI問題。
　　首先，建立適用于SSCI分析的雙饋風力發(fā)電系統模型，包括軸系、雙饋感應發(fā)電機、輸電線路及雙饋發(fā)電機控制系統的數學模型，其中發(fā)電機和線路的數學模型考慮了元件的電磁暫態(tài)過程，并簡單介紹了雙饋風力發(fā)電系統的最大風功率跟蹤和DFIG背靠背變頻器的控制原理。
　　然后，采用特征值法，對系統狀態(tài)方程的線性

3、化，得到系統的系數矩陣，計算系數矩陣的特征值和特征向量，得到系統不同振蕩模態(tài)的頻率、阻尼比及相關因子等參數。研究表明，轉子側變頻器控制器和發(fā)電機及線路的狀態(tài)變量主導了SSCI的振蕩模態(tài)。轉子側變頻器內環(huán)控制比例系數和積分系數、線路電容的增大會減小系統的阻尼，加劇 SSCI的發(fā)生；線路電阻的增大則能夠增加系統阻尼，從而抑制SSCI；轉子側變頻器外環(huán)控制參數則對SSCI的影響不大。
　　最后，結合發(fā)電機方程和線路方程推導了定、轉子次同

4、步電流的關系，根據轉子側控制器控制框圖，建立了次同步擾動電流經轉子側變頻器控制后作用于發(fā)電機及線路固有支路的傳遞函數模型。重點分析DFIG轉子側變頻器控制器的內環(huán)比例系數和線路串補度等因素，并考慮風速對SSCI的影響，在Matlab/Simulink仿真平臺上搭建傳遞函數模型和雙饋風機經串補線路并網系統的仿真模型，進行時域仿真和傳遞函數極點分析。研究表明，轉子側變頻器電流內環(huán)比例積分調節(jié)器比例系數越大、串補度越大，SSCI引起的次同步振