雙饋風(fēng)電場并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩特性及抑制策略研究.pdf

1、隨著大容量風(fēng)電場建設(shè)和并網(wǎng)運行，一方面采用串聯(lián)補償?shù)母邏狠旊姺绞较嘛L(fēng)電場在外送功率時可能存在次同步振蕩的風(fēng)險；另外一方面，當(dāng)大容量風(fēng)電場采用與火電廠打捆方式外送下，風(fēng)電場的接入也將可能改變原有同步發(fā)電機系統(tǒng)的次同步振蕩阻尼特性。針對上述大容量風(fēng)電場并網(wǎng)引發(fā)的系統(tǒng)次同步振蕩問題，論文以雙饋風(fēng)電機組為研究對象，深入研究并揭示雙饋風(fēng)電場并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩特性及其影響規(guī)律，并從挖掘雙饋風(fēng)電機組自身調(diào)控潛能出發(fā)，提出相應(yīng)的抑制次同步振蕩控制策略

2、研究。
　　為了研究雙饋風(fēng)電場經(jīng)串補并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩特性，建立了雙饋風(fēng)電機組經(jīng)串補并網(wǎng)系統(tǒng)小信號穩(wěn)定分析模型，采用特征值分析法，研究了系統(tǒng)振蕩模態(tài)，計算了系統(tǒng)的特征值和相關(guān)因子，確定了主導(dǎo)次同步振蕩模態(tài)的系統(tǒng)狀態(tài)變量，并研究了相關(guān)參數(shù)對系統(tǒng)次同步振蕩影響的程度，特別是變流器控制參數(shù)以及鎖相環(huán)節(jié)動態(tài)特性等影響次同步振蕩的變化規(guī)律。
　　針對現(xiàn)有阻尼控制策略很少考慮雙饋風(fēng)電機組變流器控制特性對次同步振蕩的影響問題，論文基于阻

3、抗分析法，從機側(cè)變流器PI控制器的電路模型出發(fā)，建立了適合次同步振蕩阻抗分析的雙饋風(fēng)電機組經(jīng)串補并網(wǎng)全系統(tǒng)的等效電路模型，并通過在轉(zhuǎn)子回路中引入一個虛擬電阻，提出一種基于虛擬電阻的雙饋風(fēng)電機組次同步振蕩抑制策略，并與常規(guī)阻尼控制策略的抑制效果進行比較和驗證。
　　為了揭示風(fēng)電場接入影響汽輪發(fā)電機組次同步振蕩的規(guī)律，論文采用模態(tài)分析和靈敏度法，分析了風(fēng)電場接入對系統(tǒng)次同步振蕩模式的影響以及系統(tǒng)次同步振蕩阻尼比對風(fēng)電場參數(shù)的靈敏度，并

4、分別獲得了風(fēng)電機組有功功率和無功功率輸出變化對系統(tǒng)次同步振蕩阻尼的影響規(guī)律。
　　為挖掘風(fēng)電場參與系統(tǒng)次同步振蕩的抑制能力，通過引入有功功率-轉(zhuǎn)速型和無功功率-轉(zhuǎn)速型的傳遞函數(shù)，分析了有功和無功輸出阻尼系統(tǒng)次同步振蕩的機理，推導(dǎo)了其對系統(tǒng)次同步振蕩阻尼性質(zhì)和大小的表達式，從獲得系統(tǒng)正阻尼的相角出發(fā)，利用遺傳算法優(yōu)化設(shè)計得到 PID相位補償環(huán)節(jié)的控制參數(shù)，提出了計及功率約束的雙饋風(fēng)電機組有功功率和無功功率附加阻尼控制策略。