风电参与的电力系统次同步振荡机理研究综述和展望

发布时间：2024-06-28 23:06

　　风电参与的新型次同步振荡事故频发,严重影响了新能源电力系统的安全稳定运行。结合次同步振荡所对应的数学动力学模型、轨线特征,分析归纳风电参与的电力系统次同步振荡的机理分类,即负阻尼振荡、强迫振荡、切换型振荡和其他复杂振荡,并从参数变化角度给出对应的分岔类型;进一步地,基于上述风电参与的新型次同步振荡机理分类,分别阐述对应上述机理的分析方法研究现状;最后,针对目前研究较少的风电参与的切换型次同步振荡,从分段光滑模型及其动力学机理、非光滑分岔分析方法、物理特性、实测验证等角度,给出其研究展望。

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【部分图文】：

图1振荡频率变化曲线

以新疆的次同步振荡事件为例，新疆哈密地区含有多座大型直驱风电场，经多条线路汇集后经哈密变电站输送至主网。2015年7月1日，北部的直驱风电场出现了持续的功率振荡，图1给出了事故中有功功率的振荡频率变化曲线以及相应频率范围内的火电机组扭振频率[22]。图1所示数据表明，系统的次同步....

图2切换型振荡和非光滑分岔示意图

切换型振荡和非光滑分岔示意图如图2所示。轨线切换导致的最简单的切换型振荡（跨边界极限环）如图2中的曲线2所示，具体描述如下：轨线从光滑区域D1越过切换边界进入光滑区域D2，出现轨线在不同光滑区域中衔接的非光滑极限环（对应切换型振荡）。图2中在切换边界处的点P1和P2（连续但不光滑....

图3PMSG系统时域仿真图

上述非光滑切换，对系统稳定性有极大影响，主要表现在2个方面：一是切换或者限幅作用导致系统失去平衡点，造成小扰动失稳或者暂态失稳，对此文献[95-96]分析了逆变器并网系统切换至低电压穿越控制策略时，系统的平衡点消失和小干扰失稳的2种复杂振荡失稳形式，文献[97-98]基于换流器的....

图4PMSG系统相图

图3PMSG系统时域仿真图仿真表明，直驱风机并网系统在交流故障后出现了持续的次同步振荡现象，如图3有功功率时域图所示，放开直流电压限幅环节，振荡消失，表明该限幅饱和是引起振荡的主要原因之一。进一步地，图4表明该振荡在相图上表现为非光滑的极限环。

本文编号：3996794