基于能量函数法的含虚拟惯性控制直驱风电场内部暂态同步稳定性分析

作     者：纪泰鹏 赵伟 李永达 林一凡 王彤 JI Taipeng;ZHAO Wei;LI Yongda;LIN Yifan;WANG Tong

作者机构：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京102206 国家电网有限公司华北分部北京100053 

出 版 物：《电力系统保护与控制》 (Power System Protection and Control)

年 卷 期：2022年第50卷第22期

页      面：38-48页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金项目资助(51637005) 国家电网有限公司华北分部管理咨询项目资助(SGTYHT/21-WT-255) 

主　　题：直驱风电场 锁相环 惯性控制 外环控制 广义摇摆方程 暂态同步稳定性 能量函数 

摘      要：直驱风电机组的同步稳定性与锁相环动态特性紧密相关,锁相环同步失稳易引发风电场大规模脱网。为此提出一种基于能量函数法的直驱风电场内部暂态同步稳定性定量分析方法。首先,在一定假设条件下,保留惯性控制和外环控制对锁相环动态特性的影响,对直驱风机并网控制系统进行降阶。然后,在降阶控制系统的基础上,推导出计及惯性控制和外环控制影响的直驱风机广义摇摆方程。基于广义摇摆方程,利用首次积分法建立机组级风机暂态能量函数,在直驱风电场等效线路模型的基础上进一步推导出多风机暂态能量函数,并采用势能界面法确定系统临界能量值。最后,在直驱风电场四机系统中进行仿真分析,证明了该能量函数的有效性和准确性,并进一步分析了惯性控制参数对同步稳定性的影响。