風電場次同步諧振仿真分析與抑制研究.pdf

1、隨著全球氣候變暖、環(huán)境問題的日益加重，越來越多的人將注意力集中在了可再生能源的利用上面。風能作為儲量龐大的清潔能源，目前正受到廣泛的關注。由于風能分布主要集中在偏遠地區(qū)，大量用電負荷又集中在東部沿海地區(qū)，這使得跨區(qū)域長距離輸電成為必然趨勢。為了降低輸電過程中的電能損耗，經(jīng)常在輸電線路中加裝串聯(lián)補償電容，提高輸電容量，降低線路損耗。含串補的輸電線路有引起次同步諧振的可能，危及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
　　目前雙饋是風力發(fā)電主要機型，實際投

2、入運行過程中發(fā)現(xiàn)了有串補引起次同步諧振現(xiàn)象。文章基于次同步諧振第一標準模型搭建了風電場研究的一種模型。根據(jù)李雅普諾夫小干擾穩(wěn)定性分析方法，在Matlab/Simulink仿真平臺上搭建了所研究系統(tǒng)模型，并求取了特征矩陣的特征值，用于分析串補度與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系。同時在PSCAD/EMTDC暫態(tài)仿真軟件上進行了驗證分析。研究表明，隨著串補度的提升，系統(tǒng)誘發(fā)次同步諧振的可能性就越高，而且高串補度引發(fā)次同步諧振的原因為發(fā)生了感應發(fā)電機效應。<

3、br>　　對含雙饋風電場的研究大多是將一定數(shù)量的發(fā)電機等效為一臺等值機，而大多數(shù)等效原理是認為風速相同，即可以將所有風機進行簡單的疊加，這種理想研究與實際現(xiàn)場情況誤差較大。本文根據(jù)風輪機原理提出一種等值風速的概念，在此基礎上提出一種新的建立風電場等值模型的方法。對同一風電場在相同和不同運行狀況下的等值機模型進行了穩(wěn)態(tài)分析和動態(tài)分析，并與風電場詳細模型進行比較，驗證模型的適應性。研究表明，通過等值風速構造等值機模型的方法對于系統(tǒng)靜態(tài)分析和

4、部分動態(tài)行為是適用的，但是對于系統(tǒng)次同步諧振的研究還需要進一步改造，將風機按不同風速進行劃分，構造系統(tǒng)的詳細模型。
　　門極可控串聯(lián)電容器(GCSC)是柔性交流輸電裝置家族中的重要一員，本文介紹了GCSC的原理，常規(guī)運行方式和控制器結構。詳細分析了GCSC的諧波情況，比較研究了GCSC開、閉環(huán)控制模式下對次同步諧振的抑制效果。發(fā)現(xiàn)采用期望阻抗值作為控制目標不能最大程度上降低次同步諧振的風險。文章隨后提出了采用附加阻尼的控制策略，將