计及多频率耦合特性的双馈风电-串补并网系统引发次同步振荡建模与分析.docx

计及多频率耦合特性的双馈风电-串补并网系统引发次同步振荡建模与分析
引言
随着能源需求的增加和环境保护意识的提高，风能作为一种清洁、可再生的能源被广泛应用于发电领域。风电并网系统作为将风能转化为电能的重要环节，研究其特性对于提高风电系统的安全性和可靠性具有重要意义。然而，由于风能的不稳定性和功率变化的特点，风电并网系统存在多频率耦合特性，可能引发次同步振荡，降低系统的可靠性。
本文以双馈风电-串补并网系统为研究对象，着重分析该系统引发次同步振荡的原因和机理，并提出相应的建模和分析方法，以期为风电系统的设计和运行提供参考。
1.双馈风电-串补并网系统的特点
双馈风电-串补并网系统是目前应用最广泛的风电并网系统之一。其主要特点是在风轮上通过变速传动装置将风能转化为机械能，然后由双馈异步发电机将机械能转化为电能。同时，通过串补装置将电能注入电网中，实现电能的并网。
2.多频率耦合特性引发次同步振荡的原因和机理
多频率耦合特性是双馈风电-串补并网系统引发次同步振荡的重要原因。在双馈风电-串补并网系统中，风轮转速与电网频率存在一定的不匹配，这导致系统中存在多个频率成分。当这些频率成分之间的相互作用超过一定限度时，系统就会发生振荡现象，即次同步振荡。
次同步振荡的机理主要包括：双馈发电机内部的电力电子装置和电力系统的耦合效应，以及电力系统自身的固有振荡模态。电力电子装置和电力系统之间存在复杂的相互作用关系，其耦合效应可能导致系统的响应特性发生变化，进而引发次同步振荡。此外，电力系统本身存在多种振荡模态，其中一些模态可能与双馈发电机的工作频率相接近，进一步加剧了系统的次同步振荡问题。
3.双馈风电-串补并网系统的建模与分析
为了更好地理解双馈风电-串补并网系统的次同步振荡问题，本文提出了一种建模与分析方法。首先，我们对双馈发电机的内部电力电子装置进行建模，并提取出其工作频率和响应特性。然后，我们将双馈发电机与电力系统进行耦合，建立整个系统的动态模型。最后，我们对系统的响应进行分析，特别关注次同步振荡的特征频率和振幅。
通过建立双馈风电-串补并网系统的模型和分析，我们可以更加准确地预测系统的次同步振荡行为，并提出相应的控制策略。例如，通过优化双馈发电机的控制算法和参数设置，可以有效抑制次同步振荡的发生。
结论
本文以双馈风电-串补并网系统为研究对象，分析了该系统引发次同步振荡的原因和机理。通过建立系统的动态模型和分析，我们可以更加准确地预测和抑制次同步振荡的发生。这对于提高风电并网系统的可靠性和安全性具有重要意义。未来的研究可以进一步探索其他风电并网系统的次同步振荡问题，并提出相应的解决方案。