双馈风电场并网次同步振荡分析与抑制方法研究
2021-03-19钱纹赵岳恒胡凯陈宇
电气自动化 2021年1期
钱纹,赵岳恒,胡凯,陈宇
(云南电网有限责任公司电网,云南 昆明 650051)
0 引 言
双馈异步风力发电机(doubly fed induction generator,DFIG)是一种变速恒频的绕线型异步发电机,能够实现定转子同时向电网反馈能量。双馈风力发电机的能量转换效率高,但需要输电线路具备强大的远距离输电能力,一般通过串联补偿电容或柔性直流输电进行功率外送。由此引发的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题往往成为风电并网的重要制约因素。
次同步振荡指电力系统中出现低于工频的有功功率振荡现象,会引发系统稳定性及电能质量问题,危及电力系统安全运行。随着全球范围内风机装机量的上升,国内外风电场次同步振荡问题频发[1]。
目前常用的次同步振荡分析方法主要有阻抗分析法、复转矩系数法、特征值分析法及时域仿真法等。本文采用特征值分析法对双馈风电场经串补并网系统的振荡特性进行分析研究。特征值分析法基于系统在给定工况下的小信号模型,求解特征值分析系统稳定性,能够获得系统在给定工况下的稳定程度、振荡频率和阻尼比等关键信息[2]。建立了基于三质量块的双馈风机经串补并网状态空间模型,研究了电气系统参数和转速控制器对扭振模态的影响[3]。通过阻抗分析研究双馈风电场经MMC柔性直流输电(modular multi-level converter based HVDC,MMC-HVDC)并网的振荡机理,当端口阻抗呈现负阻尼特性且相位裕度不足时会引起振荡现象。
本文建立了双馈风电场经串补并网的小信号模型,采用特征值方法分析系统中存在的振荡模态,并提出振荡抑制方法。……
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