含雙饋風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的低頻振蕩特性及其抑制策略研究.pdf

1、隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量和風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的增大，風(fēng)電機(jī)組出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性以及長(zhǎng)距離輸電將增加低頻振蕩事故發(fā)生的可能性。低頻振蕩將可能造成電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定以及大容量風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組不安全運(yùn)行。因此，本文以并網(wǎng)雙饋風(fēng)電場(chǎng)為研究對(duì)象，研究含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)低頻振蕩特性及其抑制策略，對(duì)確保大容量風(fēng)電場(chǎng)及其并網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾部分：
　?、僭诳偨Y(jié)電力系統(tǒng)低頻振蕩的產(chǎn)生形式，發(fā)生機(jī)理、分析

2、方法以及主要的抑制措施的基礎(chǔ)上，結(jié)合風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈、變槳控制和雙饋發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)模型及其控制策略，建立了含雙饋風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)小信號(hào)穩(wěn)定性分析的詳細(xì)模型。采用模態(tài)分析方法，分析了IEEE兩區(qū)域四機(jī)的雙饋風(fēng)電系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)，并通過(guò)時(shí)域仿真方法進(jìn)行了驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)風(fēng)電接入帶來(lái)傳輸線功率不變和改變兩種情況，研究了風(fēng)電場(chǎng)不同運(yùn)行工況、接入容量以及參與無(wú)功調(diào)度對(duì)系統(tǒng)區(qū)域間、局部振蕩模態(tài)以及風(fēng)電機(jī)組軸系振蕩模態(tài)的影響。
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3、統(tǒng)區(qū)域間低頻振蕩以及同時(shí)減少風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈軸系扭振角度，分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組有功功率環(huán)附加阻尼控制策略，并以雙饋風(fēng)電場(chǎng)接入IEEE兩區(qū)域四機(jī)系統(tǒng)為例，對(duì)其控制效果進(jìn)行仿真分析。在此基礎(chǔ)上，提出了雙饋風(fēng)電機(jī)組無(wú)功功率環(huán)附加阻尼控制策略，并對(duì)有功/無(wú)功功率環(huán)附加阻尼控制下的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行仿真比較。
　?、坩槍?duì)風(fēng)電系統(tǒng)強(qiáng)非線性、運(yùn)行工況復(fù)雜的特征，提出基于暫態(tài)能量函數(shù)法的雙饋風(fēng)電場(chǎng)模糊附加阻尼控制策略。首先，以區(qū)域間暫態(tài)振蕩能量下降為目

4、標(biāo)，從理論上分析通過(guò)控制風(fēng)電場(chǎng)輸出有功或無(wú)功功率能抑制電力系統(tǒng)區(qū)域間低頻振蕩的可行性。其次，以傳輸線有功功率變化作為暫態(tài)能量振蕩階段的判斷依據(jù)，對(duì)基于模糊控制的雙饋風(fēng)電場(chǎng)附加阻尼控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后，對(duì)采用模糊附加阻尼控制時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行性能進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并與常規(guī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabiliser，PSS)附加阻尼控制的運(yùn)行效果進(jìn)行比較。
　　上述研究成果對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)低頻振蕩現(xiàn)象的分析和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)