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双馈风电场柔直并网系统的近工频振荡分析与抑制
Analysis and Suppression of Sub-synchronous Frequency Oscillations in DFIG-based Wind Farms Integrated via VSC-HVDC
| 作者 | 杨煜 · 吕敬 · 王潇 · 王干尧 · 蔡旭 |
| 期刊 | 高电压技术 |
| 出版日期 | 2025年2月 |
| 卷/期 | 第 51 卷 第 2 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 功率模块 多电平 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 柔性直流输电 双馈风电机组 正序振荡 负序振荡 锁相环 谐波状态空间 杨煜 吕敬 王潇 王干尧 蔡旭 高电压技术 High Voltage Engineering |
版本:
为揭示双馈风电场经柔直送出系统的近工频振荡机理并提出有效抑制策略，基于谐波状态空间法建立了计及负序控制的双馈风机与送端模块化多电平换流器（MMC）的阻抗模型，并通过扫频验证模型准确性。采用阻抗分析法揭示了正、负序近工频振荡的产生机理及关键影响因素，发现锁相环与电流内环是主导环节。据此，在风电机组锁相环中引入附加阻尼控制实现振荡抑制。时域仿真复现实际工程振荡场景，验证了所提方法的有效性。
为了揭示双馈风电场经柔直送出系统的近工频振荡机理并提出有效的近工频振荡抑制策略,首先,基于谐波状态空间法建立了计及负序控制的双馈风电机组和柔直送端模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的详细阻抗模型,并通过扫频验证了理论阻抗的准确性;然后,使用阻抗分析法揭示了双馈风电场与送端柔直间产生近工频正、负序振荡的机理及关键影响因素,研究结果表明锁相环和电流内环是产生近工频振荡的关键环节.在此基础上,提出了一种风电柔直送出系统近工频振荡抑制方法,该方法在风电机组锁相环中附加阻尼控制环路,实现了近工频正序振荡抑制.最后,搭建时域仿真模型复现了实际工程中发生的近工频振荡,验证了所提振荡抑制方法的有效性.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源的大型储能和光伏产品线具有重要参考价值。文中提出的基于阻抗分析的近工频振荡抑制方法，可直接应用于PowerTitan储能系统和大型光伏电站的MMC变流器设计。特别是锁相环附加阻尼控制策略，有助于提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网条件下的并网稳定性。这些技术创新可优化阳光电源产品在复杂电网环境下的运行性能，提高系统可靠性。建议在公司现有产品的控制算法中融入该振荡抑制方案，完善GFL控制策略。