交流电流控制尺度下的并网VSC聚合建模研究

随着电力系统的电力电子化程度逐年提高,越来越多新能源电源(如风电、光伏等)经由电压源型换流器(voltage source converter,VSC)接入交流电网,新能源场站与电网的动态交互引发了多起新型次同步振荡事件,对电力系统安全运行构成严重威胁。为了研究新能源场站与电网之间的相互作用,若采用“自下而上”的方法对场站每一台VSC都进行详细建模,将面临“维数灾”问题,分析结果难以认知。因此,研究新能源场站的动态等值建模理论十分必要。文中提出一种基于结构保持的并网VSC聚合建模方法,分析并网VSC引发次同步振荡问题主要与交流电流控制尺度相关,据此建立并网VSC交流电流控制时间尺度下的聚合模型,模型适用于并网VSC在交流电流控制时间尺度下的小干扰稳定性分析,能够反映风电场的整体特性与内部单个风机特性之间的关系,通过仿真验证聚合模型的有效性。

并网直驱风电场在交流电流时间尺度下的小干扰稳定性·功率控制外环影响

并网直驱风电场的小干扰振荡稳定性与风机网侧换流器的动态特性密切相关。现有针对并网直驱风电场在交流电流时间尺度下小干扰稳定性的研究大多直接忽略了网侧换流器功率控制外环与电流控制内环之间的耦合作用,亦鲜有文献讨论过外环对内环与锁相环之间动态交互过程的影响。为了填补上述研究空白,在建立大规模并网直驱风电场降阶等值模型的基础上,采用模型解析、模式分析及时域仿真分析相结合的方法,深入剖析了功率控制外环对风电场交流电流时间尺度小干扰振荡稳定性的影响机理。研究结果和结论表明:功率控制外环与电流控制内环在参数设置不当时会发生耦合作用,直接忽略二者之间的交互可能导致交流电流时间尺度稳定性分析误差;电流控制内环与锁相环通过功率控制外环形成交互路径,外环参数的变化会对内环与锁相环的交互稳定性产生一定影响。