雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)的次同步控制相互作用問(wèn)題研究.pdf

1、當(dāng)今的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（DFIG）的應(yīng)用十分廣泛。隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，大規(guī)模風(fēng)電送出時(shí)經(jīng)常采用串聯(lián)電容補(bǔ)償線路（簡(jiǎn)稱(chēng)串補(bǔ)線路），以增加線路傳輸功率、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。按照相互作用的對(duì)象不同，風(fēng)電機(jī)組的次同步振蕩（SSO）問(wèn)題有3種類(lèi)型，分別是次同步諧振(SSR)，指的是風(fēng)電機(jī)組軸系與固定串補(bǔ)之間的相互作用；裝置引起的次同步振蕩（SSTI），主要是指風(fēng)電機(jī)組控制器或者相鄰的 FACTS裝置控

2、制器與風(fēng)電機(jī)組軸系之間的作用；次同步控制相互作用（SSCI），這類(lèi)是指由風(fēng)電機(jī)組控制器與固定串補(bǔ)之間的相互作用引發(fā)的次同步振蕩。SSCI是隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的次同步振蕩現(xiàn)象，2009年在美國(guó)第一次發(fā)生并造成風(fēng)電機(jī)組的損壞。
　　首先，運(yùn)用小信號(hào)分析法分析SSCI，針對(duì)DFIG經(jīng)固定串補(bǔ)輸出的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)，建立了三質(zhì)量塊數(shù)學(xué)模型、感應(yīng)電機(jī)五階數(shù)學(xué)模型、變頻器數(shù)學(xué)模型，以及電網(wǎng)輸電線路的數(shù)學(xué)模型。采用特征值分析

3、法分析系統(tǒng)的振蕩模式，引入相關(guān)因子定量表示系統(tǒng)狀態(tài)變量在所有振蕩模式中的相關(guān)性大小。最后得出發(fā)生 SSCI的誘因是固定串補(bǔ)與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的相互作用。
　　其次，在PSCAD仿真平臺(tái)中建立了詳細(xì)的受控源等效變頻器DFIG并網(wǎng)模型，并對(duì)等效模型的正確性進(jìn)行仿真驗(yàn)證。結(jié)合時(shí)域仿真實(shí)現(xiàn)的復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法——測(cè)試信號(hào)法，分析轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制參數(shù)、輸電線路串補(bǔ)度以及線路電阻對(duì)SSCI的影響。研究結(jié)果表明：轉(zhuǎn)子側(cè)變流控制器內(nèi)環(huán)比例增益的增大、轉(zhuǎn)子

4、側(cè)變流控制器積分時(shí)間常數(shù)的減小、串補(bǔ)度的增加以及線路電阻的減小都會(huì)助增SSCI，轉(zhuǎn)子側(cè)變流控制器外環(huán)比例增益和積分時(shí)間常數(shù)對(duì)SSCI影響不大。
　　然后，利用PSCAD仿真平臺(tái)中建立的詳細(xì)的受控源等效變頻器DFIG并網(wǎng)模型，采用時(shí)域仿真法分析上述參數(shù)對(duì)SSCI的影響。研究結(jié)果與復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法所得結(jié)論一致。
　　最后，參考對(duì)傳統(tǒng)火電機(jī)組次同步振蕩的抑制措施，鑒于DFIG本身的控制方式，通過(guò)改進(jìn)DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的控制策略，在功