應對并補電網下DFIG系統高頻諧振的寬頻阻抗重塑策略

年 珩, 龐 博, 許國東, 邱紀星

(1. 浙江大學電氣工程學院, 浙江省杭州市 310027; 2. 浙江運達風電股份有限公司, 浙江省杭州市 310012)

0 引言

隨著風力發電技術的快速發展,基于雙饋式感應發電機(DFIG)的風力發電系統在新能源發電領域的比例越來越高[1-5]。風力發電系統并網運行一般認為電網為無窮大系統,實際中當電網表現為阻抗不能忽略的弱電網時,并網風電系統易進入不穩定運行狀態[1-9]。根據阻抗穩定性理論[2],并網系統運行穩定性取決于其輸出阻抗和電網阻抗在幅值交點位置的相位裕度。如果此時相位裕度不足,并網點電壓就會產生諧波諧振,惡化電網穩定性及風電系統運行性能,甚至導致脫網[2-5]。

弱電網下DFIG系統并網運行產生的諧波諧振,可以分為次同步振蕩(SSR)和高頻振蕩(HFR)。其中SSR主要出現在串補電網中[6-7,10-13]。并聯補償電網可以提高系統功率因數,改善系統電壓質量,并且降低線路損耗,其特性表現為頻率增大時,阻抗呈現出明顯的容性特征。并聯補償的方式可以采用固定電容器補償，也可以采用并聯無功發生器,前者接入實際的電容,后者根據無功補償容量可以等效為電容并聯在電網中[11]。DFIG系統由于電機繞組和網側變流器(GSC)濾波電抗的存在,高頻段主要表現為感性特征,此時DFIG系統和電網阻抗相位十分接近180°,一旦在該頻段范圍內DFIG系統與電網阻抗產生幅值交點,即會產生頻率范圍高于基頻的HFR[11,14-18],導致并網點電壓出現持續的高頻諧波振蕩,惡化風機并網運行性能。……