雙饋風(fēng)電場(chǎng)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(fēng)電滲透率不斷提升，大容量風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行將加劇系統(tǒng)次同步振蕩的風(fēng)險(xiǎn)，不利于系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。本文針對(duì)雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩特性進(jìn)行了分析研究，并利用風(fēng)電機(jī)組自身靈活快速的調(diào)控能力，提出了相應(yīng)的次同步振蕩抑制策略。主要內(nèi)容如下:
　　(1)建立了雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，主要包括空氣動(dòng)力學(xué)、傳動(dòng)鏈、雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)、變流器控制系統(tǒng)以及串聯(lián)電容補(bǔ)償線路模型。所建立的動(dòng)態(tài)模型為后文雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩特性

2、分析奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)采用特征值分析方法，對(duì)不同線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)的振蕩特性以及次同步振蕩模態(tài)的關(guān)鍵影響參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。針對(duì)次同步振蕩模態(tài)，通過(guò)參與因子分析得到對(duì)次同步振蕩模態(tài)影響最大的狀態(tài)變量為轉(zhuǎn)子電流，并進(jìn)一步分析了影響次同步振蕩模態(tài)的關(guān)鍵因素。分析結(jié)果表明:雙饋風(fēng)電機(jī)組的輸入風(fēng)速、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器內(nèi)環(huán)比例參數(shù)與積分參數(shù)以及線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均對(duì)系統(tǒng)的次同步振蕩特性產(chǎn)生顯著的影響。
　　(3)針對(duì)雙饋風(fēng)電

3、場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)存在的次同步振蕩問(wèn)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(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗模型;其次，通過(guò)頻率掃描與奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)分析轉(zhuǎn)子側(cè)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(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了阻抗模型的正確性;然后，基于阻抗模型給出詳細(xì)的虛擬阻抗控制器的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)與伯德圖對(duì)控制器抑制效果進(jìn)行分析;最后，通過(guò)時(shí)域仿真詳細(xì)對(duì)比了附加不同性質(zhì)的控制器的抑制效果，驗(yàn)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(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)容易存在偏差，變流器相關(guān)的控制參數(shù)也難以準(zhǔn)確獲得，提出了基于轉(zhuǎn)子電流移相平均的次同步振蕩抑制策略。在分析轉(zhuǎn)子電流成分的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行移相與取平均值處理以達(dá)到快速平抑系統(tǒng)次同步振蕩的作用。時(shí)域仿真驗(yàn)證了所提抑制策略的有效性以及對(duì)量測(cè)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(jié)果表明:采用特征值分析方法對(duì)雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)次同步振蕩進(jìn)行分析，有