静止同步串联补偿器抑制风电次同步振荡的研究

发布时间：2020-04-26 13:47

【摘要】：随着新能源大规模并网,次同步振荡(Subsynchronous Oscillation,SSO)问题正成为越来越巨大的潜在风险,成为制约新能源开发和利用的突出问题。目前针对次同步振荡的抑制装置主要以并联型为主,串联型次同步振荡抑制装置研究较少。与并联型装置相比,串联型装置避免了注入能量的稀释效应,抑制效果受运行方式影响较小,灵活性更好。本文针对静止同步串联补偿器(Static Synchronous Series Compensator,SSSC)抑制风电次同步振荡问题进行了如下研究:建立SSSC的数学模型,推导了SSSC输出特性与装置特性的相关公式。基于H桥级联型SSSC主电路拓扑结构,探究系统发生次同步振荡及SSSC投入次同步抑制功能时次同步信号对于SSSC直流电容电压的影响,为SSSC进行参数设计时提供依据。分析了SSSC系统级、装置级和器件级控制策略,根据H桥级联型SSSC的拓扑结构,设计了适用于SSSC的两级直流均压策略和电容充电策略。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了SSSC仿真模型并通过稳态和暂态阶跃仿真验证了模型的正确性。针对双馈风电场经串补系统送出引发的次同步振荡问题,提出利用SSSC附加有源电阻控制(Supplementary Active Resistance Control,SARC)抑制风电次同步振荡的策略。分析风电并网次同步振荡问题中振荡频率的宽频带和时变特性,结合网侧电气量发生次同步振荡时的变化特征,提出了一种基于网侧电气量的次同步信号提取方法,设计了相应的宽频带滤波器。结合实际工程模型,在不同工况下验证了SSSC-SARC抑制次同步振荡的有效性。基于SSSC-SARC抑制次同步振荡策略,结合实际多风场风电送出系统,通过时域仿真法对比分析了SSSC集中式和分布式接入方式对于抑制次同步振荡效果的影响。探究相同抑制效果下采用两种不同接入方式的SSSC装置容量,并给出实际工程运用中SSSC接入方式的选择建议。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM614;TM712

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本文编号：2641563