大規(guī)模風(fēng)電經(jīng)串補(bǔ)送出引起的次同步振蕩機(jī)理分析.pdf

1、我國(guó)地域遼闊，能源資源分布與負(fù)荷發(fā)展極不平衡。近年來，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)容量大幅度提升，大規(guī)模的風(fēng)電建設(shè)與并網(wǎng)運(yùn)行，為解決能源危機(jī)和消納問題提供解決方案。然而，風(fēng)力發(fā)電主要以串聯(lián)補(bǔ)償和風(fēng)火打捆的形式進(jìn)行輸送功率。第一種外送方式下可能存在次同步振蕩的威脅，第二種方式下，原有同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的阻尼特性也可能引發(fā)振蕩現(xiàn)象。近些年，相關(guān)工作者將次同步振蕩問題進(jìn)行了分類，提出風(fēng)電場(chǎng)與串補(bǔ)輸電系統(tǒng)在次同步頻率范圍內(nèi)發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的一種相互作用現(xiàn)象，稱為風(fēng)電場(chǎng)

2、次同步振蕩(Sub-synchronous Oscillation，SSO)，包含次同步諧振(Sub-synchronous resonance，SSR)、在次同步頻率下快速響應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組控制器與軸系相互作用引發(fā)的次同步扭矩相互作用(Sub-synchronouscontrol，SSTI)、風(fēng)電機(jī)組控制器與固定串補(bǔ)系統(tǒng)引發(fā)的次同步控制相互作用(Sub-synchronous control interaction, SSCI)三方面。<

3、br>　　本文針對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)固定串補(bǔ)外送功率引發(fā)的次同步振蕩現(xiàn)象，首先以雙饋風(fēng)電機(jī)組作為研究對(duì)象，建立適用于SSO分析的DFIG系統(tǒng)模型，其中包括汽輪機(jī)扭矩軸系、雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)、串補(bǔ)輸電線路以及換流器控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，然后通過小信號(hào)分析法對(duì)上述模型進(jìn)行建模，求出線性化系統(tǒng)方程的系數(shù)矩陣，并計(jì)算矩陣的特征值與特征向量，得到不同振蕩模態(tài)下的頻率，采用特征值分析法分析各個(gè)振蕩模態(tài)下所對(duì)應(yīng)狀態(tài)變量的參與因子程度。
　　然后通過MATL

4、AB/Simulink仿真平臺(tái)建立時(shí)域仿真模型，對(duì)上述所建系統(tǒng)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，并分析系統(tǒng)參數(shù)以及換流器控制器的內(nèi)部參數(shù)對(duì)SSO的阻尼比影響關(guān)系，進(jìn)而分析出對(duì)SSO的阻尼特性。研究結(jié)果顯示:串補(bǔ)度增大、風(fēng)電機(jī)組容量增大、風(fēng)速減小、轉(zhuǎn)子側(cè)換流器(Rotor side converter，RSC)控制器內(nèi)環(huán)參數(shù)增大都會(huì)使得SSO顯著增強(qiáng)，并且證明RSC外環(huán)參數(shù)對(duì)SSO特性影響并不顯著。
　　最后，建立有功功率-轉(zhuǎn)速和無功功率-轉(zhuǎn)速的傳