含转子侧控制器的双馈风机建模与次同步振荡机理分析

双馈风机经串联补偿电容并网会存在引发次同步振荡的风险,因此有必要研究双馈风机转子侧控制器在次同步振荡中的作用。文中以等效电路的形式表征转子侧变流器控制环节,从系统电路性质变化的角度探讨全部控制参数的影响和作用途径,并分析了内、外控制环之间的耦合作用。首先,通过联立转子侧变流器与感应发电机电压方程,将转子侧变流器控制等价变化至电路中,获得包含转子侧和锁相环全部控制参数的等效电源与等效阻抗解析表达式,进而建立了相应的双馈风机等效模型。然后,基于所构建的等效模型,提出了存在分别影响电阻、电抗性质的直接和间接作用途径,分析了转子侧内、外环耦合交互影响,得到了转子侧控制参数的影响机理。最后,通过时域仿真和扫频法验证了所提分析机理的正确性和有效性。

基于数值等效建模的双馈风电场次同步振荡研究

针对双馈型风电场并网引发次同步振荡的问题,对涉及的次同步控制相互作用进行研究分析。基于PI控制环节数值等效电路,建立了双馈电机转子侧变流器的等效电路模型,并通过对内外环参数的灵敏度分析进行了模型简化。在此基础上,对全系统的等值电路模型进行了阻抗频率扫描,得到了系统的阻抗频率曲线,并基于此分析了双馈型风电场并网次同步振荡的影响因素。通过时域仿真分析验证了对次同步振荡影响因素分析的正确性和所建模型的适用性。

基于指标降维及集电系统辨识的双馈风电场次同步振荡等值

双馈风电场采用线路串联电容补偿会引起系统发生次同步振荡。对每台风机详细建模会出现维数灾问题,需要建立适用于次同步振荡特性分析的等值模型。该文提出一种基于指标降维及集电系统辨识的双馈风电场次同步振荡等值方法。首先,以双馈风电场经串补并网系统次同步振荡模式的主导变量作为初始变量指标,建立因子分析模型进行分群;其次,利用等功率损耗法得到复杂集电网络的初始等值参数,通过自适应粒子群优化算法对等值参数进行辨识;最后,通过建立含20台以及42台双馈风机的风电场详细模型以及等值模型,验证了该等值方法的有效性。

电压型虚拟同步发电机控制策略下的双馈风电机组阻抗及次同步振荡特性

针对双馈风电机组(doubly-fed induction generators,DFIG)经串补送出系统存在次同步振荡(sub-synchronousoscillation,SSO)的问题,以电压型虚拟同步发电机(virtualsynchronous generator,VSG)控制策略下的DFIG 为研究对象,首先基于三相静止坐标系建立了其阻抗模型,推导了机组正、负序阻抗解析式;其次搭建了PSCAD/EMTDC模型,对理论推导阻抗特性和频率扫描结果进行了对比验证;最后基于奈奎斯特稳定判据定量分析了VSG 控制策略下的DFIG 经串补送出系统SSO 特性,通过仿真验证了所建立模型和稳定性分析结论的正确性。研究结果为SSO 的抑制提供了参考。

基于拉梅模谐振器的无线式石英测温系统设计

本文提出一种采用单端支撑型拉梅(Lamé)模石英热敏谐振器的无线式石英测温系统的设计。它包括一体式热敏-载波双模谐振组件、同步激励式双模相干振荡组件、调频与整形滤波组件、无线发射、接收与鉴频组件、STM32F407型单片机软硬件信号处理单元等。详述了频率为1.8 MHz的Lamé模石英热敏谐振器、频率为98 MHz泛音厚度切变模的超小型载波石英谐振器的设计与创新点。实验结果表明:典型样品Lamé模热敏谐振器的Q值可达6.5×10^(4),测温系统分辨率为0.01℃,精度为0.2℃,达到设计要求。

双馈风电场串补送出系统次同步振荡及参数调整分析

针对双馈风电场经串补送出系统存在次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题,基于三相静止坐标系建立了考虑PLL的双馈风机正负序阻抗模型,并从带宽角度分析了转子侧变流器外环控制对阻抗特性的影响,对理论推导阻抗特性和频率扫描结果进行了对比验证;然后,分析双馈风电机组网侧变流器对风机总阻抗的影响;最后,基于奈奎斯特稳定判据定量分析了风机出力、电流环控制器控制参数、系统串补度以及风机台数等因素对送出系统稳定性及振荡频率、振荡风险大小的影响,并提出了抑制次同步振荡的参数调整措施,可以通过调整风机出力、减少并网风机台数、减小线路串补度、调节RSC电流环参数等措施来抑制SSO风险。

VSG-DFIG风力发电系统小信号建模及稳定性分析

基于虚拟同步发电机技术的双馈型风力发电系统具有可以提供惯量支撑和自同步电压源特性等优点,因此受到广泛关注。为更好地研究及优化其控制性能,需对其小信号稳定及性能进行分析。为此,建立了基于虚拟同步发电机技术的系统总体模型,并针对电网与双馈电机定子、网侧变流器公共连接处的代数方程计算中存在计算过程复杂、数学模型不匹配和物理意义不清晰等问题,提出了基于戴维南-诺顿等效的双馈电机模型,最后进行了算例仿真分析。分析结果表明:系统存在3种振荡模式,且弱网下锁相环与VSG控制相关的振荡模式之间存在"借阻尼"现象,并引起系统不稳定。该建模方法为包含虚拟同步发电机技术的双馈型风力发电系统的小干扰稳定分析提供了理论依据和实用工具。