大规模直驱机组风电场静态稳定分析

介绍了采用直驱风机风电场接入对电力系统小干扰静态稳定性的影响,对直驱风机风电场的主导振荡模式进行分析,通过实际大规模风场远距离输电系统的算例,对比轴系相关和网侧相关振荡模式的变化规律,得出当系统出力增大时轴系模式主导,系统的静态稳定性与出力基本无关;送电距离增大时网侧模式主导,系统的静态稳定主要由送电距离决定。     

直驱风电接入后对电力系统小干扰稳定性影响分析

建立了永磁直驱同步风机数学模型,基于PSAT搭建了WSCC-3机9节点模型,并分析了该类型风机接入系统对系统小干扰稳定性的影响。通过分析可以得出结论,无论直驱同步风机接入什么位置,随着直驱同步风机出力增加,传统火电机组出力减少,系统各个振荡模式的阻尼比均增加,从而可以提高系统小干扰稳定性。     

直驱风电场对网对网送出电力系统机电振荡的影响

直驱风电场会从改变潮流状态、与系统发生强动态相互作用两方面对电力系统机电振荡模式产生影响.基于上述两方面,探究了直驱风电场对网对网送出电力系统机电振荡模式阻尼的影响.研究表明,位于送端或受端的直驱风电场替代火电厂可通过降低火电厂出力提高系统机电振荡模式阻尼.然而,当直驱风机取特定控制参数,导致直驱风电场与系统发生强动态相互作用时,直驱风电场会对系统机电振荡模式阻尼产生负面影响.     

包含风电场电力系统的小干扰稳定分析建模和仿真

为了研究风电场和电力系统相互作用的稳定性,提出一种用于小干扰稳定分析的风力发电机组的数学模型.应用该建模方法对风电场接入无穷大系统和接入三机系统的两种情况进行了计算,研究了风电场接入系统后影响系统小干扰稳定性的因素.算例分析表明,与风电机强相关的振荡模式有着很好的阻尼;与电力系统相连时,风电场对与大系统中其它同步发电机强相关的振荡模式影响很小.该建模方法为包含风电场电力系统的小干扰稳定分析提供了理论依据和实用工具.     

基于矩阵的迹的弱电网下永磁直驱风电场直流电压时间尺度小扰动振荡稳定性分析

弱电网下锁相环与直流电压环强交互作用给并网永磁直驱风电场稳定运行带来了安全隐患,以往研究主要采用基于具体仿真算例的模式分析法研究弱电网下风电场系统的锁相环或直流电压环稳定性规律,无法揭示所得稳定规律的内在机理。为此,建立考虑直流电压环和锁相环动态的并网永磁直驱风电场降阶模型,推导出系统状态矩阵的迹的数学表达式,从理论分析的角度揭示了弱电网下永磁直驱风电场的直流电压时间尺度小扰动稳定性规律。分析结果表明在风机控制参数固定不变的条件下,当系统运行参数如线路电抗、风电场无功出力或风机数量增大时矩阵的迹向正方向移动,这表明考虑锁相环动态影响时由直流电压动态主导的永磁直驱风电场系统至少有一个模式的阻尼变弱。     

直流近区含直驱机组的次同步振荡机理研究及抑制措施

针对哈密直流近区直驱风电场送端并网时频繁出现的次同步振荡现象,文中建立了含多直驱风电机组风电场并网等值模型,并就等值模型以及永磁直驱风电机组控制系统对次同步振荡机理进行研究,接着用特征值分析法研究直驱风电机组与弱交流系统互作用引发的次同步振荡问题。其次就系统阻抗、风电出力、开机台数以及系统强度与直驱永磁风电机组控制参数等因素对风电次同步振荡特性作以仿真分析。仿真结果表明:直驱风电机组通过弱联送出线路并网时,其与弱交系统的互作用产生一对弱阻尼的特征根,特征根实部为正,表明了次同步振荡模态不稳定;众多影响因素对风电次同步振荡特性均有不同程度的影响。最后通过实时数字仿真实验初步验证了SVG附加阻尼控制对次同步谐波的抑制效果。     

直驱风电场并网系统的密集次同步振荡模式分析

建立了3台永磁直驱风机经VSC-HVDC并网系统的小干扰模型,通过特征值计算,发现在次同步频段风电场并网系统存在密集振荡模式,当使风机风速等参数发生小的改变,这些密集次同步振荡模式的特征值变化不大,但其参与因子却会发生较大改变,说明影响振荡的主导因素对参数改变是敏感的。     

大容量风电场对电力系统小干扰稳定和阻尼特性的影响

建立了异步风力发电机组的小干扰稳定数学模型，研究了风电场接入电网后电力系统的小干扰稳定分析方法并实现了其工程应用。通过对含有大容量高比例风力发电的实际电网的计算分析表明，风电场的运行状态对电网的低频振荡模式和振荡特性有一定影响。风电机组出力的变化，使网内常规机组的运行方式发生变化，从而导致一些局部振荡模式出现或消失。网内和网间各大机群间的振荡模式没有发生变化，但振荡特性发生变化，且增加了与风电场强相关的振荡模式，这些振荡模式一般具有较好的阻尼特性。     

直流电压动态时间尺度下大规模直驱风电场振荡稳定性及参数稳定域分析

针对永磁直驱风机(direct drive permanent magnet synchronousgenerator,PMSG)构成的大规模风电场在直流电压时间尺度下可能出现的小干扰振荡失稳问题,构建考虑永磁风机网侧换流器直流电压外环控制及锁相环控制的动态等值降阶传递函数框图模型,讨论了风机有功出力、控制参数的差异性对单机等值模型建立的影响,并基于劳斯–赫尔维茨判据分别分析了场内风机参数基本一致、参数相差较大时风电场的振荡稳定特性及参数取值稳定域,从机理角度解释了直驱风机直流电压控制外环参数、锁相环参数、风机输出功率及风电场外送线路电抗之间的相互制约关系。最后,通过一个包含60台PMSG的并网风电场算例验证该文理论推导的正确性,并基于参数稳定域讨论了直流电压时间尺度下风电场运行参数及风机控制参数对并网风电场振荡稳定性的影响。     

弱连接条件下并网直驱风电场引发无串补电力系统次同步扭振机理研究

该文研究弱连接条件下并网直驱风电场引发无串补电力系统次同步扭振机理。通过将电力系统闭环互联模型划分为直驱风电场子系统和电力系统其余部分子系统两部分,推导锁相环主导的开环次同步振荡模式的解析表达式。随着直驱风电场连接强度减弱,锁相环主导的开环次同步振荡模式的阻尼会随之降低。当锁相环主导的开环次同步振荡模式和同步发电机开环轴系扭振模式的频率接近时,直驱风电场子系统和电力系统其余部分子系统之间的开环模式耦合会闭环轴系扭振模式的阻尼,进而引发电力系统次同步扭振。另外,直驱风电场连接强度越弱时,开环模式耦合导致的模式阻尼减弱效应会更强。该文通过一个算例电力系统,演示和验证了理论分析的正确性和有效性。