風(fēng)電場次同步諧振仿真分析與抑制研究.pdf

1、隨著全球氣候變暖、環(huán)境問題的日益加重，越來越多的人將注意力集中在了可再生能源的利用上面。風(fēng)能作為儲量龐大的清潔能源，目前正受到廣泛的關(guān)注。由于風(fēng)能分布主要集中在偏遠(yuǎn)地區(qū)，大量用電負(fù)荷又集中在東部沿海地區(qū)，這使得跨區(qū)域長距離輸電成為必然趨勢。為了降低輸電過程中的電能損耗，經(jīng)常在輸電線路中加裝串聯(lián)補(bǔ)償電容，提高輸電容量，降低線路損耗。含串補(bǔ)的輸電線路有引起次同步諧振的可能，危及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
　　目前雙饋是風(fēng)力發(fā)電主要機(jī)型，實際投

2、入運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)了有串補(bǔ)引起次同步諧振現(xiàn)象。文章基于次同步諧振第一標(biāo)準(zhǔn)模型搭建了風(fēng)電場研究的一種模型。根據(jù)李雅普諾夫小干擾穩(wěn)定性分析方法，在Matlab/Simulink仿真平臺上搭建了所研究系統(tǒng)模型，并求取了特征矩陣的特征值，用于分析串補(bǔ)度與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系。同時在PSCAD/EMTDC暫態(tài)仿真軟件上進(jìn)行了驗證分析。研究表明，隨著串補(bǔ)度的提升，系統(tǒng)誘發(fā)次同步諧振的可能性就越高，而且高串補(bǔ)度引發(fā)次同步諧振的原因為發(fā)生了感應(yīng)發(fā)電機(jī)效應(yīng)。<

3、br>　　對含雙饋風(fēng)電場的研究大多是將一定數(shù)量的發(fā)電機(jī)等效為一臺等值機(jī)，而大多數(shù)等效原理是認(rèn)為風(fēng)速相同，即可以將所有風(fēng)機(jī)進(jìn)行簡單的疊加，這種理想研究與實際現(xiàn)場情況誤差較大。本文根據(jù)風(fēng)輪機(jī)原理提出一種等值風(fēng)速的概念，在此基礎(chǔ)上提出一種新的建立風(fēng)電場等值模型的方法。對同一風(fēng)電場在相同和不同運(yùn)行狀況下的等值機(jī)模型進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析和動態(tài)分析，并與風(fēng)電場詳細(xì)模型進(jìn)行比較，驗證模型的適應(yīng)性。研究表明，通過等值風(fēng)速構(gòu)造等值機(jī)模型的方法對于系統(tǒng)靜態(tài)分析和

4、部分動態(tài)行為是適用的，但是對于系統(tǒng)次同步諧振的研究還需要進(jìn)一步改造，將風(fēng)機(jī)按不同風(fēng)速進(jìn)行劃分，構(gòu)造系統(tǒng)的詳細(xì)模型。
　　門極可控串聯(lián)電容器(GCSC)是柔性交流輸電裝置家族中的重要一員，本文介紹了GCSC的原理，常規(guī)運(yùn)行方式和控制器結(jié)構(gòu)。詳細(xì)分析了GCSC的諧波情況，比較研究了GCSC開、閉環(huán)控制模式下對次同步諧振的抑制效果。發(fā)現(xiàn)采用期望阻抗值作為控制目標(biāo)不能最大程度上降低次同步諧振的風(fēng)險。文章隨后提出了采用附加阻尼的控制策略，將