華北電力大學畢天姝等：直驅風機變流控制系統(tǒng)對次同步頻率分量的響應機理研究

2017-06-27 06:26:11 大云網　點擊量：評論 (0)

【熱點專題論文】華北電力大學畢天姝等：直驅風機變流控制系統(tǒng)對次同步頻率分量的響應機理研究

研究背景

2015年7月，國內某新能源匯集地區(qū)永磁直驅風電場發(fā)生次同步振蕩，多個次/超同步
頻率分量在風電匯集線上被監(jiān)測到并遠距離傳播，導致直流送端附近三臺660MW機組
因軸系扭振保護動作跳機。直驅風機風電場發(fā)生次同步振蕩時，多頻率分量的產生原
因有待解釋。

解決的問題

現(xiàn)有關于風電次同步振蕩的研究，能夠解釋變流控制系統(tǒng)參數(shù)變化導致單一次同步頻率
分量產生的原因，但是無法解釋多個頻率分量存在原因及各頻率分量的相對幅值關系。
本文分析了變流控制系統(tǒng)對次同步頻率分量的響應特性，即當一個次同步頻率分量依次
通過變流控制系統(tǒng)的鎖相環(huán)及dq軸控制等環(huán)節(jié)后，各環(huán)節(jié)輸出中所含有的頻率分量及各
頻率分量的相對幅值關系，進而對實際系統(tǒng)中多個頻率分量的產生機理給出一種合理的
解釋。

重點內容及創(chuàng)新點

1）從永磁直驅風機變流控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)出發(fā)，在概述各環(huán)節(jié)穩(wěn)態(tài)傳遞函數(shù)的基礎
上，依次推導鎖相環(huán)及d/q軸控制等各環(huán)節(jié)饋入一個次同步頻率分量時輸出信號的解析
表達式。

2）基于求得的解析表達式，詳細討論信號經各環(huán)節(jié)的頻率變化關系，并對比分析多個
輸出次/超同步頻率信號的相對幅值關系。

結論

當網側變流器交流電壓以及母線電流中疊加了頻率為ωs的次同步頻率分量時，經過變流
控制器作用將產生幅值較大的頻率為ωs和(2ω0-ωs)的分量，以及幅值較小的頻率
為(3ω0-2ωs)、(ω0-2ωs)、(4ω0-3ωs)、(2ω0-3ωs)、(5ω0-4ωs)和(3ω0-4ωs)分量。
所得研究結論能夠對風電次同步振蕩發(fā)生時永磁直驅風機產生的多頻率分量現(xiàn)象給出
一種合理的解釋，同時也能夠為主要次/超同步頻率分量的抑制提供依據。

后續(xù)研究

進一步從次同步頻率分量穩(wěn)定性的角度，對直驅風機并網系統(tǒng)的次同步振蕩產生機理給出
一種解釋