含雙饋風(fēng)電場電力系統(tǒng)的低頻振蕩特性及其抑制策略研究.pdf

1、隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量和風(fēng)電場規(guī)模的增大，風(fēng)電機(jī)組出力的波動性和隨機(jī)性以及長距離輸電將增加低頻振蕩事故發(fā)生的可能性。低頻振蕩將可能造成電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定以及大容量風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組不安全運行。因此，本文以并網(wǎng)雙饋風(fēng)電場為研究對象，研究含風(fēng)電場電力系統(tǒng)低頻振蕩特性及其抑制策略，對確保大容量風(fēng)電場及其并網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行有著重要的現(xiàn)實意義。
　　本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾部分：
　?、僭诳偨Y(jié)電力系統(tǒng)低頻振蕩的產(chǎn)生形式，發(fā)生機(jī)理、分析

2、方法以及主要的抑制措施的基礎(chǔ)上，結(jié)合風(fēng)力機(jī)傳動鏈、變槳控制和雙饋發(fā)電機(jī)動態(tài)模型及其控制策略，建立了含雙饋風(fēng)電場的電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性分析的詳細(xì)模型。采用模態(tài)分析方法，分析了IEEE兩區(qū)域四機(jī)的雙饋風(fēng)電系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)，并通過時域仿真方法進(jìn)行了驗證。在此基礎(chǔ)上，針對風(fēng)電接入帶來傳輸線功率不變和改變兩種情況，研究了風(fēng)電場不同運行工況、接入容量以及參與無功調(diào)度對系統(tǒng)區(qū)域間、局部振蕩模態(tài)以及風(fēng)電機(jī)組軸系振蕩模態(tài)的影響。
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3、統(tǒng)區(qū)域間低頻振蕩以及同時減少風(fēng)電機(jī)組傳動鏈軸系扭振角度，分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組有功功率環(huán)附加阻尼控制策略，并以雙饋風(fēng)電場接入IEEE兩區(qū)域四機(jī)系統(tǒng)為例，對其控制效果進(jìn)行仿真分析。在此基礎(chǔ)上，提出了雙饋風(fēng)電機(jī)組無功功率環(huán)附加阻尼控制策略，并對有功/無功功率環(huán)附加阻尼控制下的系統(tǒng)動態(tài)性能進(jìn)行仿真比較。
　?、坩槍︼L(fēng)電系統(tǒng)強(qiáng)非線性、運行工況復(fù)雜的特征，提出基于暫態(tài)能量函數(shù)法的雙饋風(fēng)電場模糊附加阻尼控制策略。首先，以區(qū)域間暫態(tài)振蕩能量下降為目

4、標(biāo)，從理論上分析通過控制風(fēng)電場輸出有功或無功功率能抑制電力系統(tǒng)區(qū)域間低頻振蕩的可行性。其次，以傳輸線有功功率變化作為暫態(tài)能量振蕩階段的判斷依據(jù)，對基于模糊控制的雙饋風(fēng)電場附加阻尼控制進(jìn)行設(shè)計。最后，對采用模糊附加阻尼控制時系統(tǒng)的運行性能進(jìn)行仿真驗證，并與常規(guī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabiliser，PSS)附加阻尼控制的運行效果進(jìn)行比較。
　　上述研究成果對風(fēng)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)低頻振蕩現(xiàn)象的分析和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運