某风场双馈风电机组次同步相互作用与脱网事件的分析研究

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双馈风机是目前世界风电领域的研究热点之一,国内外新建成的风电场多以这种类型的机组为主。结合我国风电资源与负荷中心逆向分布这一实际情况,需要进行远距离的风电外送,串联补偿电容技术能够有效的提高线路的输送容量是实现大规模风电外送的主要方式,但是这也可能会诱发风电系统次同步相互作用的问题,影响系统的安全稳定运行。现今双馈风机在工程实际中发生的次同步相互作用问题研究还很少,亟需深入研究,这对风电场正常运行具有重要的现实意义。  本文以北方某风电场双馈风机在低风速时频繁发生脱网事件为背景,研究风电场机组脱网的原因,并探讨解决措施。本文针对该问题进行了如下工作:  首先,对某风场脱网情况特点进行分析,得到双馈风电机组脱网多发生在低风速,且风电场外送500kV线路上有串补电容存在,对风电场脱网时的故障录波监测数据分析发现有8Hz左右的谐波分量存在。  其次,在PSCAD中建立适合于分析脱网原因的双馈风电机组经固定串补接入无穷大母线系统的模型,并对导致双馈风机发生脱网的可能原因进行分析,认为双馈风机的脱网和变流器与系统串补电容的次同步相互作用有关。  最后,在已经搭好的仿真模型的基础上改进变流器控制策略,并进行对谐波扰动的敏感性分析,仿真结果表明改进后的控制策略对扰动谐波有明显的抑制作用,从而进一步表明双馈风机的脱网与风机变流器控制和串补输电系统次同步相互作用有关,并且改进变流器控制策略可以作为一种有效解决双馈风机脱网事故的措施。
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