基于阻抗特性的直驱风电机组并网次同步振荡稳定判据及优化控制研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxq0108
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近年来,我国经济高速发展,能源的需求日益增加。为调整能源结构,应对环境污染和气候变化问题,以风电和光伏为代表的新能源大量接入电网,电网形态及运行特性发生显著变化,风电机组与电网相互作用引发的次同步振荡(SSO)问题已经威胁到电网运行安全。本文针对直驱风电场并网系统,采用阻抗分析法研究直驱风电场并网的SSO问题。(1)实现了风电场并网SSO稳定性的量化分析。通过解析推导建立了风电机组和电网的序阻抗模型,指出了现有的基于序阻抗模型的奈奎斯特稳定判据和聚合RLC电路法在量化分析系统稳定特性方面的不足。提出了一种基于分式多项式函数拟合的SSO稳定性量化分析方法,采用分式多项式函数等效拟合风电场并网系统总阻抗特性,通过求取拟合分式多项式零点获得系统振荡频率和阻尼水平,量化分析了系统稳定特性。并通过一个实际算例验证了所提方法的正确性。(2)实现了影响风电场并网SSO主导因素的辨识,提出了基于风机控制参数优化调整的SSO抑制方案。引入频域灵敏度的概念,将阻抗分析法与灵敏度分析相结合,在风电机组和电网正负序阻抗模型的基础上,通过计算系统阻抗对参数的阻抗灵敏度,直观反映参数变化对系统阻抗曲线的影响,从而确定影响风电场并网SSO稳定性的主导因素。进而结合阻抗稳定判据制定具有抑制SSO作用的风电机组控制参数调整方案。并进行时域仿真验证。(3)建立了静止无功发生器(SVG)输出正负序阻抗模型,提出基于SVG控制方式、控制参数优化调整的SSO抑制方案。推导SVG输出正负序阻抗模型,结合风电机组和电网序阻抗模型,研究了 SVG的接入对风电场并网SSO特性的影响。进而采用阻抗灵敏度辨识出SVG控制参数中影响风电场并网SSO稳定性的主导因素。并结合阻抗稳定判据制定具有抑制系统SSO作用的SVG控制方式、控制参数调整方案。时域仿真结果验证了所提方法的有效性。
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