采用VSC-HVDC并网的直驱风电场次/超同步振荡特性

作     者：陈宝平 林涛 陈汝斯 郭紫昱 盛逸标 徐遐龄 CHEN Baoping;LIN Tao;CHEN Rusi;GUO Ziyu;SHENG Yibiao;XU Xialing

作者机构：武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 国家电网华中电力调控分中心湖北省武汉市430077 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2018年第42卷第22期

页      面：44-51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] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFB0902000) 国家电网公司总部科技项目"可再生能源发电基地直流外送系统的稳定控制技术"(SGXJ0000KXJS700841) "新能源基地特高压外送在线安全运行风险评估和预警技术研究与应用"~~ 

主　　题：直驱永磁同步发电机 柔性高压直流输电系统 次同步振荡 超同步振荡 特征值分析 接口矩阵 阻尼耦合 

摘      要：风电、光伏经由高压直流输电系统并网外送已经成为大规模可再生能源基地的主要输送方式。对于风电引发的次/超同步振荡问题,尤其是直驱风电机组与柔性高压直流(VSC-HVDC)输电系统之间相互作用引发的次/超同步振荡问题值得深入研究。首先,分别建立直驱风电机组与VSC-HVDC的动态模型,并深入分析与推导两者之间的接口矩阵与接口动态方程,进而得到直驱风电机组经VSC-HVDC并网外送的完整动态模型。在此基础上,采用特征值分析法计算得到各振荡模式的参与因子,并根据模式参与因子判断出次/超同步振荡模式之间存在阻尼耦合。通过PSCAD/EMTDC进行时域仿真,验证了模型与特征值分析结果的正确性。进一步深入分析风电并网距离/阻抗、直驱风电机组机/网侧控制器与VSC-HVDC送/受端控制器参数对次/超同步振荡阻尼特性的影响,结果表明:同一个控制器参数可同时影响多个次/超同步模式,同一个次/超同步模式可同时受多个控制器参数影响,并且这种阻尼耦合的影响可能趋同(调节控制器参数,耦合的两种模式的阻尼比同向变化),可能趋反(调节控制器参数,耦合的两种模式的阻尼比反向变化),也可能趋同与趋反同时存在。