直驱风电场经柔直并网系统全运行区域次同步振荡特性分析

作者：赵书强^*; 沈俊铃; 邵冰冰

来源：太阳能学报, 2021, 42(12): 163-173.

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2019-1428

• 系统稳定性
• 风电场
• 次同步振荡
• 柔直输电
• 运行区域
• 特征值法
• 桨距角

针对直驱风电场经柔性直流输电(VSC-HVDC)并网系统引发的次同步振荡(SSO)问题,现有研究多针对风电机组运行于最大功率跟踪区域的情况进行分析。然而,直驱风电机组除最大功率跟踪区域以外,还有功率限制区域和高风速区域。首先,建立直驱风电场经柔直并网系统的小信号模型;其次,以直驱风电机组的运行特性曲线为例,对直驱风电机组的各运行区域进行分析,利用特征值法分析风电机组在各运行区域下系统的SSO特性,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证理论分析的正确性;最后,分析桨距角控制影响系统稳定性的机理。结果表明,在全运行区域中风速越高、输出功率越大,系统稳定性越好;低风速时输出功率对SSO阻尼比影响较大;高风速时输出功率对SSO阻尼比影响较小;桨距角控制并不直接参与系统SSO相互作用,而是通过改变潮流影响系统稳定性。在实际运行中,若电网对风电场无输出功率约束,应尽量保持风电机组输出最大功率,提高系统稳定性;若电网限制风电场输出功率,应采取切机等方式提高单台风电机组输出水平。

• 单位
  华北电力大学; 新能源电力系统国家重点实验室