论文部分内容阅读
风电渗透率增加、静止无功发生器(Static var generator,SVG)接入及复杂并网条件等使并网双馈风电场运行稳定性问题日益突出,也使风电场稳定性分析难度较大。阻抗分析法物理意义明确、判据形式简单,适用于并网双馈风电场的稳定性分析。论文以含SVG双馈风电场为研究对象,联合频域建模分析和时域仿真验证开展了含SVG双馈风电场系统的稳定性研究,主要研究内容如下:(1)鉴于现有电压源逆变器型SVG阻抗建模中未纳入功率控制环影响的问题,论文建立计及交流电压外环的SVG阻抗模型。首先,建立了恒电压/无功模式的SVG阻抗模型,对SVG的功率外环、电流内环及锁相环(Phase-locked loop,PLL)等环节的阻抗进行推导;其次,基于MATLAB/Simulink平台搭建SVG并网的仿真模型,基于模型的频率扫描验证SVG阻抗模型准确性。最后,分析不同工作模式SVG阻抗特性及其对并网风电场系统稳定性的影响。(2)针对现有双馈感应电机(Doubly-fed induction generator,DFIG)阻抗建模中各模块对整体阻抗贡献不明确的问题,论文建立适用于稳定性分析的DFIG阻抗模型。首先,推导建立计及感应电机、机/网侧变流器及锁相环等环节的DFIG阻抗模型;其次,基于MATLAB/Simulink平台建立DFIG时域仿真模型,基于模型的频率扫描验证DFIG阻抗模型准确性;最后,研究不同模块对DFIG阻抗特性及运行稳定性的影响,并与时域仿真结果进行验证。(3)为了进一步研究含SVG的不同并网条件下双馈风电场的稳定性,论文建立含SVG双馈风电场的阻抗模型并分析SVG接入对系统稳定性的影响。首先,建立含SVG双馈风电场的阻抗模型,研究SVG在恒无功/电压模式时接入对风电场阻抗特性的影响;其次,分析弱电网强度及含串补线路串补度对双馈风电场运行稳定性的影响;最后,分析恒无功/电压模式SVG接入对并入弱电网/含串补线路双馈风电场运行稳定性的影响,并与时域仿真结果进行比较验证。上述工作对完善并网双馈风电场的阻抗建模及应用,提升双馈风电场运行稳定性具有重要的实用价值,也为基于阻抗理论提出改善并网双馈风电场稳定性策略提供了支撑。