基于一階LADRC控制的直驅(qū)風(fēng)機(jī)次同步振蕩抑制策略

蔡維正，郭昆麗，劉璐雨，吳朝俊

(西安工程大學(xué) 電子信息學(xué)院，陜西 西安 710048)

0 引言

近年來國內(nèi)外新能源并網(wǎng)誘發(fā)寬頻帶振蕩事故頻發(fā)，美國Texas雙饋風(fēng)電場、中國沽源雙饋風(fēng)電場，在線路串聯(lián)補(bǔ)償?shù)那闆r下均出現(xiàn)次同步振蕩 (subsynchronous oscillation , SSO)現(xiàn)象，主要原因是雙饋風(fēng)機(jī)換流器控制與線路補(bǔ)償相互交互影響[1-2]。2015年7月1日，新疆哈密地區(qū)大規(guī)模直驅(qū)式風(fēng)電場在電網(wǎng)沒有串聯(lián)補(bǔ)償?shù)那闆r下發(fā)生嚴(yán)重SSO事故，次同步頻率擾動(dòng)分量沿輸電線路傳播擴(kuò)散到整個(gè)哈密電網(wǎng)，導(dǎo)致300 km外的3臺大型火電機(jī)組切機(jī)[3]。

對于風(fēng)電場與電網(wǎng)交互引發(fā)SSO這一現(xiàn)象，國內(nèi)外學(xué)者做了廣泛的研究。文獻(xiàn)[4-7]研究表明直驅(qū)式永磁同步風(fēng)電場并聯(lián)弱交流電網(wǎng)誘發(fā)SSO，主要是由網(wǎng)側(cè)逆變器與并聯(lián)電網(wǎng)相互影響產(chǎn)生。文獻(xiàn)[8-9]經(jīng)過優(yōu)化系統(tǒng)的控制參數(shù)來降低SSO風(fēng)險(xiǎn)，但是控制器的參數(shù)改變可能會對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況產(chǎn)生影響。文獻(xiàn)[10-12]提出在直驅(qū)式永磁同步風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)控制器附加控制策略抑制SSO。文獻(xiàn)[13-15]提出在模塊化多電平換流器(modular multilevel converter，MMC)、制氫系統(tǒng)、柔性裝置等外部設(shè)備附加阻尼控制策略抑制SSO。文獻(xiàn)[16-17]提出附加自抗擾控制 (active disturbance rejection control, ADRC)策略抑制 SSO，利用ADRC控制器替換傳統(tǒng)附加控制策略的比例和移相環(huán)節(jié)，但是控制器參數(shù)整定過于復(fù)雜。附加控制策略針對單一次同步擾動(dòng)分量進(jìn)行抑制，難以適應(yīng)風(fēng)電場多變化的運(yùn)行工況。文獻(xiàn)[18-20]提出ADRC控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電流內(nèi)環(huán)PI控制器，可以有效抑制SSO，具有強(qiáng)魯棒性，但其控制器參數(shù)多難以整定。

本……