直驱风电并网系统小信号建模与次同步振荡特性

为研究直驱风电经串补线路并网系统的次同步振荡(SSO)问题,以直驱风电-串补系统为研究对象,利用Matlab/Simulink搭建系统小信号模型,计算模型初值,基于特征值分析法研究了不同参数对系统SSO阻尼特性的影响。结果表明,直驱风电-串补系统存在一个频率为40.44 Hz,阻尼比为-0.039的SSO模式。当系统滤波电感和直流电容增大时,系统的SSO阻尼增大,当系统串补度、GSC直流电压控制参数增大时和系统的SSO阻尼减小。

基于功率耦合的虚拟同步发电机并网频率稳定性

虚拟同步发电机的功率耦合会加剧频率的振荡,引发系统的失稳,通过分析虚拟同步发电机并网时系统的稳定性,建立并网虚拟同步发电机功率耦合小信号模型,推导出功率耦合下的频率闭环传递函数,采用伯德图和极点图判定在不同阻抗下频率稳定性,引入虚拟阻抗以减弱频率的不稳定振荡。结果表明,当电网侧电抗数值一定时,虚拟阻抗中电感从0增大至11.2 mH时,尖峰谐振的幅值逐渐达到零负,频率逐渐趋向于稳定。

LCL逆变器型直驱风电机的稳定性

为提高直驱风电机组大规模并网的稳定性,以LCL逆变器型直驱风电机为研究对象,在同步旋转坐标系下推导了其等效阻抗模型,应用广义奈奎斯特判据分析了不同的电网强度,电流内环控制参数及锁相环控制参数的并网稳定性。结果表明:当电网电感由0.5 mH增大至1.5 mH及电流环比例系数由0.6减小至0.2时,直驱风电机系统的奈奎斯特曲线逐渐包围稳定判别点(-1,j0),说明系统稳定性开始下降;锁相环比例系数由40增大至200时,奈奎斯特曲线始终未包围判别点,对系统稳定性影响不大。该研究保证了基于LCL逆变器型直驱风电机系统的并网可靠性。

基于DDSRF-PLL的并网逆变器复矢量导纳分析

为提高双同步解耦锁相环(DDSRF-PLL)并网逆变器的稳定性,以含DDSRF-PLL的并网逆变器为研究对象,在静止坐标系下推导其等效导纳模型,给出了考虑频率耦合的系统闭环传递函数,利用奈奎斯特判据判定在不同电网强度下导纳模型的稳定性。结果表明,在电网电感由1 mH增大至7 mH时,电网强度变弱,开环传递函数的奈奎斯特曲线逐渐包围稳定判别点(-1,j0),系统稳定性开始下降,并网电流出现32 Hz的振荡,与理论模型推导出的振荡频率相一致。