【摘 要】
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随着新能源发电技术的发展,大量电力电子并网换流器陆续接入到电网中,由此引发的次同步振荡问题日益凸显。目前在抑制手段上的研究大多基于附加补偿设备或者改进换流器的控制策略,受电力电子并网方式的限制,现有解决方案存在一定的局限性。新能源电网次同步振荡问题的本质在于高度电力电子化并网接口削弱了原系统的阻尼。本文以提升新能源并网系统的阻尼为切入点,提出了利用新能源同步机（Motor-Generator Pa
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随着新能源发电技术的发展,大量电力电子并网换流器陆续接入到电网中,由此引发的次同步振荡问题日益凸显。目前在抑制手段上的研究大多基于附加补偿设备或者改进换流器的控制策略,受电力电子并网方式的限制,现有解决方案存在一定的局限性。新能源电网次同步振荡问题的本质在于高度电力电子化并网接口削弱了原系统的阻尼。本文以提升新能源并网系统的阻尼为切入点,提出了利用新能源同步机（Motor-Generator Pair,MGP）改善电网次同步振荡的解决方法。本文主要研究内容如下:1)提出了利用MGP改善新能源电网次同步振荡特性的研究思路,并对MGP并网方式进行了可行性分析。针对目前主流的仿真平台同步机机械轴端口缺失的不足,基于MGP机械连接轴在电磁暂态仿真平台的等效连接关系提出了 MGP的仿真模型构建方法。通过正常及故障多种工况下的仿真,验证了 MGP仿真模型及控制方式的可行性,为仿真研究奠定了基础;2)理论研究了 MGP阻尼特性,从同步机阻尼绕组的角度出发,初步分析了MGP改善新能源电网次同步振荡的可行性。通过研究MGP运动方程及电压、磁链方程,建立了考虑恒定励磁的4阶MGP本体小干扰模型;3)分析了新能源机组与MGP的电气连接关系,在此基础上分别推导了光伏、直驱风机经MGP并网的高阶小干扰模型。利用特征值分析法分析了 MGP对新能源电网次同步振荡的改善效果,根据参与因子分析得出了振荡模态的主要影响因素,最后仿真验证了控制器参数、电网强度对振荡模态的影响。结果表明新能源经MGP并网后系统阻尼得到加强,系统稳定裕度更大,次同步振荡现象得到改善。
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