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直驱风电场并网对火电机组次同步谐振影响

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admin 发表于 2024-12-14 02:16 | 查看全部 阅读模式

文档名:直驱风电场并网对火电机组次同步谐振影响
摘要:直驱风电场(D-DWF)接入火电经串补外送系统后,其对火电机组的次同步谐振(SSR)影响机理尚不明确.针对风火打捆经串补点对网型系统,采用适用于模块化建模的状态变量消去方法,建立模块化的耦合小信号模型;利用特征值分析法研究D-DWF接入后系统的SSR情况;结合特征值分析结果阐释SSR机理,并针对D-DWF及串补线路参数进行阻尼分析.研究结果表明:D-DWF会引入与SSR频率相近并引起"共振"的一个新模态,使得"机电谐振"与"模态频率接近"的振荡机理耦合共存.在跟网型风机的控制策略及参数下,D-DWF并入会导致SSR模态阻尼大幅降低,恶化系统的SSR.随着D-DWF的容量、风速和系统串补度降低,系统阻尼将提高,SSR的风险将降低.基于PSCAD/EMTDC平台的电磁暂态仿真,验证了机理分析的正确性.

Abstract:Thedirect-drivewindfarm(D-DWF)andthermalpowerbundledpoint-to-networksystemsentthroughseriessupplylineshavebecomethemainformofenergyconsumptioninrecentyearsbecauseofitsadvantagesoflargetransmissioncapacityandmatureandreliabletechnology.However,thereisasubsynchronousresonanceprobleminthethermalpowerseriescompensationsystem,andthedirectdrivewindfarmsystemitselfalsohastheriskofsubsynchronousoscillation.Therefore,theoscillationproblemofthebalingsystemcannotbeignored.AfterD-DWFisconnectedtothethermalpowerseriesreplenishmentsystem,itsinfluencemechanismonthesubsynchronousresonance(SSR)ofthermalpowerunitsisnotclear.Firstly,basedonthelinearizationmathematicalmodelofpoint-to-meshsystemwithD-DWFandthermalpowerbundledandsentbyseriessupplementation,thestatevariableeliminationmethodsuitableformodularmodelingisusedtoestablishasystemsmallsignalmodelbasedonmodularmodelingideainMATLAB/Simulink,anditsreliabilityisverifiedbystepresponse.Secondly,thesmallsignalmodeloftheD-DWFsystembeforeandaftergridconnectionissolved,andtheSSRcharacteristicsareanalyzed.Then,theSSRmechanismoftheD-DWFsystemafteraccessisexplained,andtheSSRmechanismisverifiedbytimedomainsimulation.Finally,takingthecapacity,windspeedandstringcomplementofD-DWFastheresearchobjects,theriskofSSRinthesystemisanalyzedfromtheperspectiveofdampingcharacteristicsandtime-domainresponse.Whentheseriescomplementis23.5%,thecorrespondingresonantfrequencyisabout29Hz,whichiscomplementarytothefrequencyofSSRmode(correspondingtothermalshaftingmode4)inthesystem.Atthistime,whenthesystemisdisturbed,thesubsynchronouscomponentactsonthethermalpowerunitthroughthepointofcommoncoupling(PCC),inducingSSR.Whenthereisamodeofabout32HzinD-DWF,afterthedisturbanceoccurs,thesubsynchronouscomponentwillalsoactonthethermalpowerunitthroughPCC,whichwillexcitetheSSRinthesystemandintensifytheoscillation.AfterthethermalpowerunitgeneratesSSR,thethermalpowerunitfeedsthesubsynchronouscomponentbacktothePCCthroughthespeedsignal,andthesubsynchronouscomponentflowsthroughtheclosedloop.Themainconclusionsofthispaperareasfollows:(1)Throughstepresponse,thereliabilityandaccuracyofthesmallsignalmodelofwind-firebundlewarpsupplysystemareverified.(2)BeforeandafterD-DWFaccess,thesystemhasfournegativedampingtorsionalvibrationmodes,includinganSSRmode.AfterD-DWFisconnected,itwillformasubsynchronousexcitationloopwithserieslinesandthermalpowerunits.Theoscillationmechanismshowsthecouplingphenomenonof"electromechanicalresonance"and"modalfrequencyapproach";SSRmodedampingisreduced,theriskofsystemSSRoccurrenceisincreased,andthetorsionalvibrationmodedampingofothernegativedampingisimproved.(3)ThereductionofD-DWFcapacity,windspeeddecrease,andseriescomplementdecreasewillincreasethedampingofSSRmodeandreducetheriskofSSR.ThestringcomplementdegreeafterD-DWFisincorporatedisstillthemaininfluencingfactorofSSRinthesystem,andtheinfluenceeffectofD-DWFislimited.

作者:高本锋   刘培鑫   刘王锋   董靓媛   张蕊   韩冰 Author:GaoBenfeng   LiuPeixin   LiuWangfeng   DongLiangyuan   ZhangRui   HanBing
作者单位:河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学)保定071003国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021
刊名:电工技术学报 ISTICEIPKU
Journal:TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety
年,卷(期):2024, 39(11)
分类号:TM712
关键词:直驱风电场  串联补偿  风火打捆  特征值分析  次同步谐振  
Keywords:Direct-drivewindfarm  seriescompensation  wind-thermalbundled  eigenvalueanalysis  subsynchronousresonance(SSR)  
机标分类号:TM712TM614TM315
在线出版日期:2024年6月18日
基金项目:直驱风电场并网对火电机组次同步谐振影响[
期刊论文]  电工技术学报--2024, 39(11)高本锋  刘培鑫  刘王锋  董靓媛  张蕊  韩冰直驱风电场(D-DWF)接入火电经串补外送系统后,其对火电机组的次同步谐振(SSR)影响机理尚不明确.针对风火打捆经串补点对网型系统,采用适用于模块化建模的状态变量消去方法,建立模块化的耦合小信号模型;利用特征值分析法...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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