雙饋風電場經(jīng)串補線路并網(wǎng)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(jīng)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(jīng)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(jīng)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(wǎng)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(jīng)串補線路并網(wǎng)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