雙饋風力發(fā)電機次同步軸系扭振作用研究.pdf

1、隨著我國風電裝機、并網(wǎng)規(guī)模的增加，風力發(fā)電機中的次同步振蕩問題凸顯。雙饋風力發(fā)電機因其有功無功的解耦控制，成為主流的風力發(fā)電機型，但其轉(zhuǎn)子勵磁變換器可能給系統(tǒng)引入負阻尼，激發(fā)風機軸系振蕩。本文從機理層面對雙饋風電場外送風電時由于勵磁控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不合理可能激發(fā)的軸系扭振問題(SSTI)進行了分析，主要內(nèi)容如下：
　　首先，建立了用于次同步振蕩分析的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)模型，包括軸系模型、感應(yīng)發(fā)電機模型、勵磁變換器模型、輸電線路模型等

2、各動態(tài)元件模型，并對定、轉(zhuǎn)子變換器的工作原理、矢量控制策略進行了詳細說明。在Matlab/simulink仿真平臺上搭建了雙饋風電機組經(jīng)輸電線路接入電力系統(tǒng)的仿真模型。
　　然后，依據(jù)雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)單機對無窮大系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了包括軸系模型、感應(yīng)發(fā)電機模型、勵磁變換器模型、輸電線路模型等各動態(tài)元件線性化方程，形成了全系統(tǒng)線性化方程，通過在穩(wěn)態(tài)運行點求取特征根和參與因子，找出了影響軸系扭振的主導(dǎo)狀態(tài)變量。研究結(jié)果表明：軸系扭振

3、只與軸系相關(guān)的狀態(tài)變量相關(guān)，與勵磁變換器控制器參數(shù)沒有相關(guān)性，即勵磁變換器控制器參數(shù)不能激發(fā)雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的次同步軸系扭振SSTI現(xiàn)象。
　　最后，為了進一步驗證特征值分析所得結(jié)論的正確性，利用轉(zhuǎn)矩分析推導(dǎo)了從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速偏差量到定子輸出有功功率增量的傳遞函數(shù)表達式，選取有代表性的RSC雙閉環(huán)PI控制器參數(shù)，通過編制MATLAB程序得出傳遞函數(shù)的幅頻特性和相頻特性曲線，通過分析傳遞函數(shù)在軸系扭振頻率范圍內(nèi)的幅頻特性和相頻特性曲線特性