【摘 要】
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为更快实现双碳目标,以风力发电为代表的新能源装机容量逐年增加。近年来,风力发电机组因系统故障与电网发生失步等暂态事故频繁发生,导致发电侧出力骤减,严重影响新能源消纳与电力系统的稳定运行。在电网故障引起风机进入低电压穿越期间,风机内部不同时间尺度的控制结构依次动作,使风机并网系统呈现多时间尺度级联控制、序贯切换等特征,传统同步发电机暂态稳定分析方法不再适用。目前,全功率型风机并网系统仍存在低压穿越期
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为更快实现双碳目标,以风力发电为代表的新能源装机容量逐年增加。近年来,风力发电机组因系统故障与电网发生失步等暂态事故频繁发生,导致发电侧出力骤减,严重影响新能源消纳与电力系统的稳定运行。在电网故障引起风机进入低电压穿越期间,风机内部不同时间尺度的控制结构依次动作,使风机并网系统呈现多时间尺度级联控制、序贯切换等特征,传统同步发电机暂态稳定分析方法不再适用。目前,全功率型风机并网系统仍存在低压穿越期间暂态同步稳定机理不够清晰,控制保护序贯切换影响不明等问题。针对上述问题,本文以全功率型风机并网系统为分析对象,建立了非线性物理模型,揭示了低压穿越各阶段暂态同步稳定机理,提出了相应的增强暂态同步稳定能力的策略。具体内容如下:（1）基于全功率型风机暂态控制切换具体行为,建立了能清晰揭示各阶段全功率型风机并网系统暂态同步稳定能力的数学模型,分析了系统中控制参数与主要状态变量对暂态同步稳定能力的影响。（2）基于主导全功率型风机故障持续阶段暂态同步稳定的数学模型,提出了一种能提高故障持续阶段暂态同步稳定性的有功与无功电流注入策略。该方法能够加快全功率型风机低压穿越期间恢复同步运行,提高暂态同步稳定能力。（3）根据故障恢复阶段系统状态,分别从设置合理爬坡率、无功电流输出端口加限幅、减小锁相环积分系数、增加端电压环积分系数四个方面提出了提高有功电流爬坡阶段暂态同步稳定能力的措施。同时,分析了初始振幅、锁相环参数、端电压环参数对爬坡结束后阶段暂态同步稳定能力的影响,提出了相应的提高暂态同步稳定性的措施。最后在MATLAB中进行时域仿真验证了本文所提的一系列措施。
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