靜止無功發(fā)生器對雙饋風(fēng)電場高頻振蕩的影響

吳林林，程浩，劉京波，杜東冶，龔超，郭春義

(1. 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司（國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院），北京 100045；2. 新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室（華北電力大學(xué)），北京 102206)

0 引言

在碳達(dá)峰·碳中和的背景下，以風(fēng)電為代表的新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，使得中國電網(wǎng)正逐漸演變?yōu)椤半p高”電力系統(tǒng)[1-3]。靜止無功發(fā)生器(static var generator, SVG)具有無功補(bǔ)償迅速且靈活等優(yōu)勢，能夠有效解決風(fēng)電機(jī)組出力不確定性導(dǎo)致的母線電壓波動問題，可提高風(fēng)電場并網(wǎng)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，在風(fēng)電場中得到了廣泛應(yīng)用[4-6]。然而，SVG的接入可能會影響風(fēng)電場在高頻段的穩(wěn)定性，例如，2021年5月，中國某含SVG的雙饋風(fēng)電場出現(xiàn)了2 500 Hz左右的高頻振蕩現(xiàn)象，風(fēng)電場母線電壓波形嚴(yán)重畸變，導(dǎo)致風(fēng)電場中多臺SVG閉鎖，給風(fēng)電場的安全穩(wěn)定運行帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

針對含SVG風(fēng)電場的穩(wěn)定性問題，已有學(xué)者進(jìn)行了諸多研究。文獻(xiàn)[7-9]建立了含SVG的風(fēng)電場阻抗模型和狀態(tài)空間模型，分析了風(fēng)電場中次同步振蕩的產(chǎn)生機(jī)理及其影響因素；文獻(xiàn)[10]建立了考慮SVG和并網(wǎng)母線處并聯(lián)電容器的阻抗模型，探究了風(fēng)電場中頻振蕩的產(chǎn)生機(jī)理。以上文獻(xiàn)重點研究了SVG與風(fēng)電場內(nèi)其他設(shè)備的交互作用對風(fēng)電場穩(wěn)定性的影響，然而研究頻段卻集中在較低頻段。

針對風(fēng)電場中出現(xiàn)的高頻穩(wěn)定性問題，文獻(xiàn)[11]分析了電網(wǎng)在并聯(lián)電容補(bǔ)償、串聯(lián)電容補(bǔ)償和無補(bǔ)償3種無功補(bǔ)償方式下，與風(fēng)電場之間的高頻振蕩產(chǎn)生機(jī)理，并提出在風(fēng)電變流器內(nèi)環(huán)附加有源阻尼環(huán)節(jié)重塑風(fēng)機(jī)阻抗的高頻振蕩抑制方法；……