雙饋風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)串補(bǔ)線路并網(wǎng)引起的次同步振蕩研究.pdf

1、雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)以其靈活的控制特性被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中。隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,因串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電成熟而經(jīng)濟(jì)的技術(shù),所以大規(guī)模風(fēng)電外送時(shí)也多采用串聯(lián)電容補(bǔ)償線路(簡(jiǎn)稱串補(bǔ)線路),以提高線路傳輸容量、增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過串補(bǔ)線路外送風(fēng)電時(shí),同樣會(huì)出現(xiàn)類似于火電機(jī)組經(jīng)串補(bǔ)線路輸電時(shí)引發(fā)的次同步振蕩(Subsynchronous Os

2、cillation,SSO)問題。而雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的次同步振蕩問題,主要表現(xiàn)為感應(yīng)發(fā)電機(jī)效應(yīng)(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(jī)理層面分析雙饋風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)串補(bǔ)線路外送風(fēng)電時(shí)引起的次同步振蕩問題,并提出相應(yīng)的抑制措施。
　　首先,建立了用于次同步振蕩分析的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型,包括風(fēng)輪機(jī)、雙饋

3、感應(yīng)發(fā)電機(jī)及輸電線路各部分的數(shù)學(xué)模型,對(duì)最大風(fēng)功率跟蹤控制、槳距角控制、DFIG的網(wǎng)側(cè)變頻器控制及轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器控制等的控制原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,并在Matlab/simulink仿真平臺(tái)上搭建了雙饋風(fēng)電機(jī)組經(jīng)串補(bǔ)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(jī)理和影響因素,從轉(zhuǎn)子側(cè)電流環(huán)的閉環(huán)控制角度推導(dǎo)分析了 SSCI的機(jī)理和影響因素,并采用時(shí)域仿真法分別分析和驗(yàn)證了風(fēng)速、串補(bǔ)度對(duì)IGE的影響及轉(zhuǎn)子側(cè)電流環(huán)控制參數(shù)

4、對(duì)SSCI特性的影響。研究結(jié)果表明:串補(bǔ)度的增加和風(fēng)速的減小會(huì)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(huì)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(guān)系,得比例系數(shù)對(duì)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(yuǎn)大于積分系數(shù)的影響。
　　最后,借鑒對(duì)傳統(tǒng)火電機(jī)組次同步振蕩的抑制方法,因雙饋風(fēng)電機(jī)組有其自身的控制系統(tǒng),通過改進(jìn)DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的控制策略,在有功功率及無功功率的外環(huán)中附