“双碳”目标驱动新能源快速发展,大规模风电经由传统高压直流输电(Line-Commutated Converter Based HVDC,LCC-HVDC)并网外送是风电开发利用的主要方式,直驱风机与LCC-HVDC之间的交互作用不当是导致次同步振荡的主要原因,但其振荡机理...“双碳”目标驱动新能源快速发展,大规模风电经由传统高压直流输电(Line-Commutated Converter Based HVDC,LCC-HVDC)并网外送是风电开发利用的主要方式,直驱风机与LCC-HVDC之间的交互作用不当是导致次同步振荡的主要原因,但其振荡机理和影响因素不明确。文中面向直驱风电场经LCC-HVDC外送系统的次同步振荡问题,通过扰动测辨法构建直驱风电场、直流输电系统和公共并网点(Point of Common Coupling,PCC)端口阻抗模型。基于阻抗分析法提出一种适用于交直流系统的稳定性判据,分析影响系统稳定域的主导因素和各设备对系统阻抗特性的影响,揭示控制参数对系统阻抗特性的影响规律,结果表明随着直驱风机网侧变流器、LCC-HVDC整流侧控制器比例系数减小和积分系数增大,LCC-HVDC、风电场端口阻抗均易呈现负电阻特性,直驱风电场和LCC-HVDC构成的并联阻抗呈现负阻尼特性,系统存在次同步振荡风险。最后,基于PSCAD/EMTDC平台进行时域仿真,进一步验证各控制参数对系统稳定性的影响。展开更多
【目的】针对弱电网背景下直驱风机网侧电流内环PI控制器带宽影响并网系统稳定性,诱发次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)现象,提出改进线性状态误差反馈(linear state error feedback,LSEF)控制律的线性自抗扰控制器(linear a...【目的】针对弱电网背景下直驱风机网侧电流内环PI控制器带宽影响并网系统稳定性,诱发次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)现象,提出改进线性状态误差反馈(linear state error feedback,LSEF)控制律的线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection control,LADRC)替换电流内环的PI控制器去抑制SSO。【方法】首先,对LADRC控制器的LSEF进行改进,并对其跟踪误差、抗扰性能进行分析。然后,推导出计及频率耦合影响的系统阻抗模型,并且利用Nyquist判据分析线路阻抗值对于网侧变流器并网系统稳定性的影响。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真软件进行分析验证。【结果】相较于传统LADRC,改进LADRC使直流侧电压波动范围减少了85%,有功功率波动范围减少了89%。【结论】与传统LADRC控制器相比,改进LADRC控制器可以更好地缩小功率波动范围及直流侧电压波动范围,减小跟踪误差。展开更多
双馈风电场经柔性直流输电并网或经串补线路送出时均发生过次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),而双馈风电场经电网换相高压直流输电(line-commutatedconverter based high voltage direct current,LCC-HVDC)送出时是否会出现...双馈风电场经柔性直流输电并网或经串补线路送出时均发生过次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),而双馈风电场经电网换相高压直流输电(line-commutatedconverter based high voltage direct current,LCC-HVDC)送出时是否会出现SSO尚不明确,亟需开展相关研究。该文采用模块化建模方法建立研究系统的小信号模型,并将其与PSCAD/EMTDC中的电磁暂态模型进行阶跃响应对比,验证小信号模型的正确性。然后,通过特征值分析及参与因子分析研究双馈风电场和LCC-HVDC间的相互作用,并分析系统参数改变对稳定性的影响。结果显示,不存在双馈风电场和LCC-HVDC的状态变量共同参与的振荡模式,表明双馈风电场和LCC-HVDC间的相互作用不明显,不会由此导致SSO;当并网风电机组台数或输电线路长度增加时,发电机模式阻尼增强,锁相环-直流电压外环模式阻尼减弱。展开更多
文摘“双碳”目标驱动新能源快速发展,大规模风电经由传统高压直流输电(Line-Commutated Converter Based HVDC,LCC-HVDC)并网外送是风电开发利用的主要方式,直驱风机与LCC-HVDC之间的交互作用不当是导致次同步振荡的主要原因,但其振荡机理和影响因素不明确。文中面向直驱风电场经LCC-HVDC外送系统的次同步振荡问题,通过扰动测辨法构建直驱风电场、直流输电系统和公共并网点(Point of Common Coupling,PCC)端口阻抗模型。基于阻抗分析法提出一种适用于交直流系统的稳定性判据,分析影响系统稳定域的主导因素和各设备对系统阻抗特性的影响,揭示控制参数对系统阻抗特性的影响规律,结果表明随着直驱风机网侧变流器、LCC-HVDC整流侧控制器比例系数减小和积分系数增大,LCC-HVDC、风电场端口阻抗均易呈现负电阻特性,直驱风电场和LCC-HVDC构成的并联阻抗呈现负阻尼特性,系统存在次同步振荡风险。最后,基于PSCAD/EMTDC平台进行时域仿真,进一步验证各控制参数对系统稳定性的影响。
文摘【目的】针对弱电网背景下直驱风机网侧电流内环PI控制器带宽影响并网系统稳定性,诱发次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)现象,提出改进线性状态误差反馈(linear state error feedback,LSEF)控制律的线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection control,LADRC)替换电流内环的PI控制器去抑制SSO。【方法】首先,对LADRC控制器的LSEF进行改进,并对其跟踪误差、抗扰性能进行分析。然后,推导出计及频率耦合影响的系统阻抗模型,并且利用Nyquist判据分析线路阻抗值对于网侧变流器并网系统稳定性的影响。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真软件进行分析验证。【结果】相较于传统LADRC,改进LADRC使直流侧电压波动范围减少了85%,有功功率波动范围减少了89%。【结论】与传统LADRC控制器相比,改进LADRC控制器可以更好地缩小功率波动范围及直流侧电压波动范围,减小跟踪误差。
文摘双馈风电场经柔性直流输电并网或经串补线路送出时均发生过次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),而双馈风电场经电网换相高压直流输电(line-commutatedconverter based high voltage direct current,LCC-HVDC)送出时是否会出现SSO尚不明确,亟需开展相关研究。该文采用模块化建模方法建立研究系统的小信号模型,并将其与PSCAD/EMTDC中的电磁暂态模型进行阶跃响应对比,验证小信号模型的正确性。然后,通过特征值分析及参与因子分析研究双馈风电场和LCC-HVDC间的相互作用,并分析系统参数改变对稳定性的影响。结果显示,不存在双馈风电场和LCC-HVDC的状态变量共同参与的振荡模式,表明双馈风电场和LCC-HVDC间的相互作用不明显,不会由此导致SSO;当并网风电机组台数或输电线路长度增加时,发电机模式阻尼增强,锁相环-直流电压外环模式阻尼减弱。
