風電柔直并網中次同步振蕩抑制策略

董佳洲, 趙巧娥

(山西大學 電力與建筑學院,山西 太原 030000)

0 引 言

近年來風電憑借著資源豐富和清潔環保等特點成為新能源發電的重點發展對象。但風電的遠距離傳輸問題卻成為目前制約風電進一步應用的關鍵點。目前的研究結果表明基于模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流輸電技術在進行風電等新能源并網時,具有模塊化程度高且無需無功補償等優勢,成為了新一代的理想解決方案[1]。

次同步振蕩(subsynchronous oscillation,SSO)問題是電力系統的一個重要研究課題[2]。次同步振蕩是指小于工頻50 Hz,但是又遠大于低頻振蕩(0.5～2 Hz)的振蕩現象。

隨著柔性直流輸電技術的不斷應用,國內外曾發生過多次次同步振蕩事故:2014年,南澳直流輸電并網工程在風電場傳輸的功率不斷增加時,系統發生了劇烈的次同步振蕩。國外某個柔直工程在調試的過程中,當風電場接入柔直輸電線路時系統出現了頻率為30 Hz的次同步振蕩,從而導致整個系統停運[3-5]。

本文以海上雙饋風電場經柔直并網引起的系統次同步振蕩為研究對象,基于阻抗分析法探究了次同步振蕩的產生機理,提出一種協同作用的附加阻尼控制措施。最后,通過MATLAB/Simulink仿真平臺,搭建柔直并網系統的仿真模型,驗證所提出策略的正確性。

1 互聯系統的阻抗建模

1.1 系統結構

圖1為風電場經MMC-HVDC并網系統結構示意圖。MMC-HVDC系統包含兩個換流站,分別為風電場側換流站(wind farm side MMC,WFMMC)和電網側換流站(grid side MMC,GSMMC)[6]。

圖1 風電場經MMC-HVDC并網結構示意圖

1.2 DFIG雙饋風機阻抗模型

DFIG雙饋風機通常由軸承、轉子和定子所組成?！?br>