含雙饋風電場電力系統(tǒng)的低頻振蕩特性及其抑制策略研究.pdf

1、隨著風電機組單機容量和風電場規(guī)模的增大，風電機組出力的波動性和隨機性以及長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)定以及大容量風電場的風電機組不安全運行。因此，本文以并網(wǎng)雙饋風電場為研究對象，研究含風電場電力系統(tǒng)低頻振蕩特性及其抑制策略，對確保大容量風電場及其并網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行有著重要的現(xiàn)實意義。
　　本文的研究內容主要包括以下幾部分：
　?、僭诳偨Y電力系統(tǒng)低頻振蕩的產(chǎn)生形式，發(fā)生機理、分析

2、方法以及主要的抑制措施的基礎上，結合風力機傳動鏈、變槳控制和雙饋發(fā)電機動態(tài)模型及其控制策略，建立了含雙饋風電場的電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性分析的詳細模型。采用模態(tài)分析方法，分析了IEEE兩區(qū)域四機的雙饋風電系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)，并通過時域仿真方法進行了驗證。在此基礎上，針對風電接入帶來傳輸線功率不變和改變兩種情況，研究了風電場不同運行工況、接入容量以及參與無功調度對系統(tǒng)區(qū)域間、局部振蕩模態(tài)以及風電機組軸系振蕩模態(tài)的影響。
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3、統(tǒng)區(qū)域間低頻振蕩以及同時減少風電機組傳動鏈軸系扭振角度，分析了雙饋風電機組有功功率環(huán)附加阻尼控制策略，并以雙饋風電場接入IEEE兩區(qū)域四機系統(tǒng)為例，對其控制效果進行仿真分析。在此基礎上，提出了雙饋風電機組無功功率環(huán)附加阻尼控制策略，并對有功/無功功率環(huán)附加阻尼控制下的系統(tǒng)動態(tài)性能進行仿真比較。
　?、坩槍︼L電系統(tǒng)強非線性、運行工況復雜的特征，提出基于暫態(tài)能量函數(shù)法的雙饋風電場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，從理論上分析通過控制風電場輸出有功或無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)，對基于模糊控制的雙饋風電場附加阻尼控制進行設計。最后，對采用模糊附加阻尼控制時系統(tǒng)的運行性能進行仿真驗證，并與常規(guī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabiliser，PSS)附加阻尼控制的運行效果進行比較。
　　上述研究成果對風電并網(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