含虚拟惯量的双馈风电机组动态能量模型及振荡稳定性研究

摘要：

针对含虚拟惯量的双馈风电并网系统振荡稳定问题,从动态能量的角度揭示了虚拟惯量对双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)参与系统振荡的作用机理.首先,构建了不同振荡模态下含虚拟惯量双馈风电机组的动态能量模型,并探究了虚拟惯量直接和间接通过锁相环影响机网耦合的能量通道.在此基础上,定义了耗散强度指标,表征双馈风电机组对各振荡模态的耗散作用,并分析了不同接入位置、不同控制参数、不同振荡模态下虚拟惯量通过各能量通道对双馈风电机组耗散强度以及机网耦合作用的影响,揭示了含虚拟惯量风电机组与网侧能量交互诱使系统振荡发散的作用机理.最后,以IEEE四机两区系统进行实时数字仿真(Real Time Digital Simulator,RTDS)仿真验证,结果表明:当锁相环(phase-locked-loop,PLL)自激振荡模态与网侧机电振荡模态频率相距较远时,含虚拟惯量风机接入送端区域产生负耗散作用,接入受端区域产生正耗散作用.当PLL自激振荡模态与网侧机电振荡模态频率接近时,受模态强耦合共振影响,风机通过锁相环自耦合能量通道和虚拟惯量能量通道与电网强交互,产生负耗散作用,且在模态频率重合时达到极大值.

关键词：双馈风电机组、虚拟惯量控制、动态能量、机网耦合、锁相环、机电振荡、耗散强度

所属期刊栏目：42

分类号：TM61(发电、发电厂)

资助基金：国家自然科学基金51777070

在线出版日期：2022-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：5506-5522,中插11