雙饋風電場經串補線路并網引起的次同步振蕩研究.pdf

1、雙饋感應發(fā)電機(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)以其靈活的控制特性被廣泛應用于風力發(fā)電系統(tǒng)中。隨著風電場規(guī)模的擴大,因串聯(lián)電容補償技術是一種實現(xiàn)遠距離輸電成熟而經濟的技術,所以大規(guī)模風電外送時也多采用串聯(lián)電容補償線路(簡稱串補線路),以提高線路傳輸容量、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。雙饋風力發(fā)電機通過串補線路外送風電時,同樣會出現(xiàn)類似于火電機組經串補線路輸電時引發(fā)的次同步振蕩(Subsynchronous Os

2、cillation,SSO)問題。而雙饋風電系統(tǒng)的次同步振蕩問題,主要表現(xiàn)為感應發(fā)電機效應(Induction Generator Effect,IGE)和次同步控制相互作用(Subsynchronous Control Interaction,SSCI)兩類現(xiàn)象。本研究從機理層面分析雙饋風電場經串補線路外送風電時引起的次同步振蕩問題,并提出相應的抑制措施。
　　首先,建立了用于次同步振蕩分析的雙饋風力發(fā)電機模型,包括風輪機、雙饋

3、感應發(fā)電機及輸電線路各部分的數(shù)學模型,對最大風功率跟蹤控制、槳距角控制、DFIG的網側變頻器控制及轉子側變頻器控制等的控制原理進行了簡單的介紹,并在Matlab/simulink仿真平臺上搭建了雙饋風電機組經串補線路并網的仿真模型。
　　然后,采用頻率掃描法分析了IGE的機理和影響因素,從轉子側電流環(huán)的閉環(huán)控制角度推導分析了 SSCI的機理和影響因素,并采用時域仿真法分別分析和驗證了風速、串補度對IGE的影響及轉子側電流環(huán)控制參數(shù)

4、對SSCI特性的影響。研究結果表明:串補度的增加和風速的減小會引起IGE;電流環(huán)控制器比例系數(shù)和積分系數(shù)的增大會引起SSCI。且利用Prony算法分析系統(tǒng)阻尼分別與比例系數(shù)、積分系數(shù)間的關系,得比例系數(shù)對系統(tǒng)阻尼的影響較大,即 SSCI現(xiàn)象受比例系數(shù)的影響遠大于積分系數(shù)的影響。
　　最后,借鑒對傳統(tǒng)火電機組次同步振蕩的抑制方法,因雙饋風電機組有其自身的控制系統(tǒng),通過改進DFIG轉子側變頻器的控制策略,在有功功率及無功功率的外環(huán)中附