雙饋風機的小信號阻抗模型與穩定性

蘇勛文, 岳 兵, 安鵬宇, 崔含晴

(黑龍江科技大學 電氣與控制工程學院， 哈爾濱 150022)

0 引 言

近年來的研究發現，風電場的變換器控制器與電網阻抗之間存在的耦合作用導致了風電場并網失穩。因此，在風電場并網時，電網具有弱電網特性，其阻抗不能忽略。在弱電網作用下，風電場阻抗和電網阻抗的相互影響是系統失穩的主要原因[1]。

阻抗分析法在雙饋風機穩定性的研究上應用較少，直到最近五年才有相關文獻對其進行等效建模分析[2-5]。I. Vieto等[6]在旋轉坐標系下,建立了考慮電流控制器、鎖相環以及定轉子匝數比的雙饋風機的序阻抗模型。張學廣等[7]構建了考慮電機自身定轉子磁鏈暫態的雙饋風機轉子側等效導納模型，分析了弱電網條件下控制參數對系統穩定性的影響。方冉[8]在dq坐標系下給出了雙饋風機的統一阻抗模型，轉子側變換器采用了以有功和無功功率作為d軸和q軸輸入量的功率控制策略，但未考慮楊晨華[9]以無功作為d軸輸入量、有功作為q軸輸入量的控制策略。筆者采用阻抗分析法在dq坐標系下建立雙饋風機完整的導納模型，推導雙饋風機的小信號導納公式，僅采用以輸出的無功功率作為d軸輸入量的功率控制策略，在Matlab/Simulink軟件中對雙饋風機建模，驗證導納模型的正確性，在弱電網條件下，分析控制器參數的變化對雙饋并網系統穩定性的影響。

1 轉子側變換器的小信號阻抗建模

1.1 雙饋電機的等效數學模型

假設雙饋電機的定轉子在空間上是對稱分布的，且不計勵磁飽和的影響，以電流流入為正方向，雙饋電機在dq坐標下的等效電路如圖1所示。……