双馈风机转子转速时间尺度小扰动同步稳定机理与分析

随着新能源渗透率提升，电力系统同步稳定机理发生改变。本文研究双馈风机在转子转速时间尺度下单机无穷大系统的小扰动同步稳定性。建立暂态模型并验证降阶合理性，通过分岔分析揭示弱电网下系统失稳现象。主导模态分析表明功率平衡环节为失稳主导因素，据此构建类Heffron-Phillips模型，揭示储能状态量与同步相位关系。复转矩分析显示锁相环影响较小，端电压环节引入负阻尼。最后分析关键参数影响，指导优化设计，并通过仿真与硬件在环实验验证理论分析。

随着新能源装备占比不断增加,其内在同步稳定机理逐步发生改变.为此,该文对转子转速尺度双馈风机单机无穷大系统的小扰动同步稳定机理进行研究.首先,构建该转子转速尺度下双馈风机的暂态模型,仿真验证了降阶模型的合理性.通过分岔分析,发现随着电网变弱,系统将出现小扰动失稳现象.采用主导模态分析法,确定转子转速尺度下双馈风机小扰动失稳的主导环节为功率平衡环节(转子动态与有功外环).因此,以功率平衡环节为核心,构建了类Heffron-Phillips 模型,并揭示了储能元件状态量与同步环节相位之间的关系.进一步地,基于复转矩系数法,发现锁相环环节对系统同步/阻尼特性影响很小,而端电压环节是引入负阻尼的主要因素.最后,针对有功外环、端电压环节的参数影响进行了分析,为参数优化提供相应指导.上述理论分析均通过了Matlab/Simulink仿真验证和硬件在环实验.