基于功率調整的直驅風電場次/超同步振蕩后抑制策略

瞿晟珉, 黃玲玲

[教育部海上風電技術工程研究中心(上海電力大學), 上海 200090]

隨著風電技術的發展與風電機組單機容量的提升,采用永磁同步發電機(Permanent Magnetic Synchronous Generator,PMSG)的直驅風電機組在風電領域獲得了廣泛的應用。PMSG在并網系統中含有大量的電力電子設備,使得并網系統存在多時間尺度的復雜動態特性。其中,直驅風電場與電網交互作用引起的次/超同步振蕩(Sub/Sup-Synchronous Oscillation,S/SSO)問題對電力系統穩定運行造成了嚴重的影響[1]。

目前,國內外學者針對PMSG并網系統的S/SSO穩定性進行了多方面的研究。文獻[2-3]基于特征值分析法,針對單機無窮大系統,分析了鎖相環控制參數、電流內環控制參數及電網強度對系統振蕩模態的影響,表明控制參數不當是誘發直驅風電場發生S/SSO的主導因素。由于特征值分析方法在針對具備多臺風電機組的并網系統時存在“維數災”問題[4],所以目前的主流分析方法為阻抗分析法。根據線性化過程中選取坐標系的區別,阻抗分析法分為dq軸阻抗[5]、序阻抗[6]和極坐標阻抗[7]。文獻[8]提出了并網逆變器由于dq軸控制的不對稱性而導致系統存在的頻率耦合現象。文獻[9-12]采用阻抗分析法,通過頻域靈敏度分析,發現并網逆變器電流內環、電壓外環、鎖相環控制增益變化對系統振蕩模態的影響。文獻[13]通過考慮變壓器及匯集線路阻抗,建立了計及頻率耦合的多逆變器并網系統模型。

上述研究主要從振蕩預防的角度展開,少有文獻討論S/SSO發生后的處理問題。以往發生的風電場參與的并網系統振蕩失穩事故中,多以切除方式消除S/SSO[14-16]。……