考虑PLL和接入电网强度影响的双馈风机小干扰稳定性分析与控制

发布时间：2019-06-10 05:40

【摘要】：国内外风电事故表明:风电经远距离线路外送时,系统容易在发生扰动的过程中出现频率为几到几十Hz的功率振荡现象,且其振荡原因难以用传统同步发电机小扰动振荡的机理完全解释。考虑到风电机组主要通过锁相环与电网之间实现功率耦合,从而锁相环动态特性将会影响系统小干扰稳定水平。该文首先建立了含有锁相环动态特性的双馈风电机组无穷大系统的动态模型;采用特征值分析研究了风机不同运行状态下其接入电网强度变化对风电系统中各个振荡模式的影响规律;然后通过复转矩分析理论解释了风电系统的失稳机理,研究结果表明:锁相环振荡是导致风电系统并入弱电网系统发生小扰动失稳的主要原因。最后,提出一种基于相位补偿的风电机组阻尼控制器来抑制该振荡现象,仿真验证了其有效性。
[Abstract]:Wind power accidents at home and abroad show that when wind power is sent out through long-distance lines, the system is prone to power oscillations with frequencies of several to tens of Hz in the process of disturbance. The reason of the oscillation is difficult to be fully explained by the mechanism of the small disturbance oscillation of the traditional synchronous generator. Considering that the wind turbine mainly realizes the power coupling between the phase-locked loop and the power grid, the dynamic characteristics of the phase-locked loop will affect the stability level of the system with small interference. In this paper, the dynamic model of doubly-fed wind turbine with dynamic characteristics of phase-locked loop is established. The influence of the intensity change of the fan on the vibration mode of the wind power system under different operating conditions is studied by using the eigenvalue analysis. Then the instability mechanism of wind power system is explained by complex torque analysis theory. the results show that the phase-locked loop oscillation is the main cause of small disturbance instability caused by the integration of wind power system into weak power grid system. Finally, a wind turbine damping controller based on phase compensation is proposed to suppress the oscillation, and its effectiveness is verified by simulation.
【作者单位】：强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学);
【基金】：国家重点基础研究发展计划项目(973项目)(2012CB215106) 国家自然科学基金项目(51577075)~~
【分类号】：TM614;TM712

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 薛安成;王清;毕天姝;;双馈风机与同步机小扰动功角互作用机理分析[J];中国电机工程学报;2016年02期

2 高本锋;李忍;杨大业;宋瑞华;赵书强;刘晋;张学伟;;双馈风电机组次同步振荡阻尼特性与抑制策略[J];电力自动化设备;2015年12期

3 高本锋;刘晋;李忍;赵书强;;风电机组的次同步控制相互作用研究综述[J];电工技术学报;2015年16期

4 董晓亮;谢小荣;李江;韩英铎;;大型风电场中不同位置的风机对次同步谐振特性影响程度的比较分析[J];中国电机工程学报;2015年20期

5 张琛;李征;蔡旭;高强;汪宁勃;;双馈风电机组轴系扭振的稳定与控制[J];电工技术学报;2015年10期

6 颉迪;卢占会;李庚银;刘忠义;;一类含异步风电机组的电力系统小干扰区间稳定性分析[J];中国电机工程学报;2015年03期

7 王志文;沈沉;刘锋;;不同锁相机制的双馈电机对电力系统小干扰稳定的影响分析[J];中国电机工程学报;2014年34期

8 王立新;程林;孙元章;杨晓东;林毅;;补偿双馈风电机组电磁转矩-转速闭环相位滞后特性的传动轴系统阻尼控制[J];电网技术;2014年12期

9 张宋彬;江全元;陈跃辉;张文磊;宋军英;;含DFIG风机的电力系统次同步谐振附加阻尼控制器设计[J];电力自动化设备;2014年06期

10 周明;元博;张小平;李庚银;;基于SDE的含风电电力系统随机小干扰稳定分析[J];中国电机工程学报;2014年10期

【共引文献】

相关期刊论文前10条

1 边晓燕;施磊;宗秀红;李东东;符杨;;多运行方式下风电机组变频器参与次同步相互作用的分析与抑制[J];电工技术学报;2017年11期

2 张培;徐捷;王兆明;王英璇;;考虑风电并网的电力系统时滞稳定性分析[J];信息技术;2017年05期

3 秦超;曾沅;苏寅生;李鹏;;基于安全域的大规模风电并网系统低频振荡稳定分析[J];电力自动化设备;2017年05期

4 张辰;柯德平;孙元章;;双馈风电机组附加阻尼控制器与同步发电机PSS协调设计[J];电力系统自动化;2017年08期

5 王晖;李莹;李文锋;王超;刘明松;杨大业;;并网逆变器复合电流环引起次/超同步振荡机理研究[J];电网技术;2017年04期

6 廖坤玉;陶顺;姚黎婷;肖湘宁;杨琳;贺静波;;RSC扰动分量与转差频率耦合引起的DFIG定子间谐波电流解析模型[J];电网技术;2017年04期

7 王伟胜;张冲;何国庆;李光辉;张剑云;汪海蛟;;大规模风电场并网系统次同步振荡研究综述[J];电网技术;2017年04期

8 王清;薛安成;张晓佳;沈卫刚;;双馈风机下垂控制对系统小扰动功角稳定的影响机理分析[J];电网技术;2017年04期

9 黄通;王杰;;基于改进EEAC法的随机复杂多机系统的暂态稳定性分析[J];电网技术;2017年04期

10 李洪宇;鞠平;余一平;黄晓明;楼伯良;黄弘扬;;随机激励下系统频率动态安全性量化评估及半解析分析[J];中国电机工程学报;2017年07期

【二级参考文献】

相关期刊论文前10条

1 高本锋;刘晋;李忍;赵书强;;风电机组的次同步控制相互作用研究综述[J];电工技术学报;2015年16期

2 高本锋;张学伟;李忍;;大规模风电送出系统的次同步振荡问题研究综述[J];电气工程学报;2015年07期

3 赵靓;;2014年中国风电开发主要数据汇总[J];风能;2015年03期

4 李生福;张爱玲;李少华;郝正航;曹森;张望;柴建云;;“风火打捆”交直流外送系统的暂态稳定控制研究[J];电力系统保护与控制;2015年01期

5 李辉;陈耀君;赵斌;刘盛权;杨东;杨超;胡姚刚;梁媛媛;;双馈风电场阻尼系统次同步振荡的无功功率控制策略[J];电力自动化设备;2014年12期

6 王志文;沈沉;刘锋;;不同锁相机制的双馈电机对电力系统小干扰稳定的影响分析[J];中国电机工程学报;2014年34期

7 董晓亮;谢小荣;刘辉;李雨;韩英铎;;双馈风力发电机串补输电系统全运行区域的次同步特性分析[J];电网技术;2014年09期

8 杨敏霞;解大;娄宇成;冯俊淇;贾玉健;王西田;;定速异步机型风电场机网扭振建模及仿真[J];电网技术;2014年09期

9 张宋彬;江全元;陈跃辉;张文磊;宋军英;;含DFIG风机的电力系统次同步谐振附加阻尼控制器设计[J];电力自动化设备;2014年06期

10 张剑;肖湘宁;高本锋;;并联型无源与有源次同步振荡阻尼装置对比分析[J];电力自动化设备;2014年06期

【相似文献】

相关期刊论文前10条

1 苏寅生;曾勇刚;丁军策;李凌;邓秋荃;;广西电网平班电厂“2·26功率振荡”分析[J];南方电网技术;2007年02期

2 赵书强;范伟;;由风力发电引起的电力系统强迫功率振荡[J];华东电力;2009年01期

3 董超;云雷;刘涤尘;廖清芬;占才亮;汪如松;王强;;原动机周期性扰动引发强迫功率振荡特性研究[J];电网与清洁能源;2012年04期

4 王哲伟;云雷;盛超;陈晓科;杨汾艳;;电力系统强迫功率振荡及其影响因素研究[J];陕西电力;2012年09期

5 杨小明;刘涤尘;廖清芬;单增礼;罗恒;张红丽;;动态近似熵在强迫功率振荡在线检测中的应用[J];电网技术;2012年11期

6 苏寅生;;南方电网近年来的功率振荡事件分析[J];南方电网技术;2013年01期

7 李莹;贾文双;李文锋;刘增煌;陶向宇;王官宏;;基于起振段波形在线判别电力系统功率振荡性质[J];中国电机工程学报;2013年25期

8 黄涌;云雷;唐飞;刘涤尘;孙文涛;;电力系统强迫功率振荡过程中的功-能转换[J];电力自动化设备;2013年08期

9 F.Ilar ,史卓吾;电网功率振荡检测装置的改进[J];江苏电力;1985年02期

10 冯赓tD;;检测电力网功率振荡的新方法[J];华北电力技术;1985年11期