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风机出力和并网风机台数的影响
发表时间：2018-11-09 16:09 | 点击率：
风机出力和并网风机台数增加对系 统次同步振荡特性的影响。可见，随着风机出力的 增加，次同步振荡的频率轻微增加，阻尼增强；当 并网风机台数增加时，振荡频率降低，阻尼变弱。风机网侧变换器控制参数的影响直驱风机中 GSC 与交流电网直接相连，其控 制器参数对系统次同步振荡的特性有重要影响。仿真分析表明 SVG 的控制模式(恒电压控制和 恒无功控制)、控制器参数对次同步振荡特性有显著 影响。初始时，SVG 不投入运行；5s 时，SVG 投入且采用恒电压控制，导致次同步振荡发散并稍 后进入持续振荡状态；15s 时，SVG 控制模式切换 为恒无功控制，次同步振荡迅速衰减并消失。结果 说明，SVG 采用恒电压控制比恒无功控制更容易激 发危险的次同步振荡；进一步分析显示，恒电压控 制模式下，比例/积分增益越大，振荡频率越高，阻 尼越弱。持续的次同步振荡将对风机和电网系统产生 较大的危害。
对风机的危害：持续的功率振荡将恶化风 机运行性能，增大电力电子器件的应力，降低设备 寿命，甚至引起保护动作，造成风机脱网，还可能 导致风场内无功补偿设备不能正常工作。对电力系统的危害：次同步振荡相当于电 网中的间谐波源，其频率较低并与多种因素有关， 呈时变特性，将恶化电能质量，增加系统损耗，损 害电力设备寿命。且当其频率与电网其它固有频率 (如铁磁谐振)接近时，可能激发出更严重的系统振 荡，危及电网的安全稳定运行。可能激发临近火电机组的轴系扭振：我国 风-火打捆外送的输电方式很普遍，在风电场附近往 往安装有大型汽轮发电机，一旦直驱 风机与电网相互作用引发的次同步功率振荡的频 率与汽轮机组轴系某一扭振频率吻合，则会激发出 强烈的轴系扭振，可能造成疲劳寿命损伤，轻则引 起保护跳机，重则损伤设备，乃至失去多个电源， 危及电网整体的安全稳定运行。 防范措施 为应对上述新型次同步振荡问题带来的危害， 可从以下几方面采取措施。优化直驱风机控制器：在不影响风机正常控 制性能的前提下，通过优化控制器参数、改变次同 步阻抗特性可有效降低乃至避免次同步振荡风险。增强网架结构：直驱风机接入弱交流系统 时才会出现前述次同步振荡风险，因此可在规划建 设阶段对风机总容量与接入电网短路容量进行评 估，适当增强网架，提高短路比，降低风险。
调整无功补偿设备(SVG)的控制策略和参 数：兼顾电压-无功控制目标，适当选择控制策略， 如将恒电压控制改为恒无功控制，或调整恒电压控 制参数，来缓解次同步振荡风险。附加阻尼控制：在直驱风机变流器、风场 动态无功补偿设备的控制系统中附加次同步阻尼 控制环节，来增强次同步振荡模式的阻尼，降低其 发生的风险。 设置专用次同步阻尼控制器：在风场或电 网安装专门针对次同步振荡的电力电子控制器，吸 收振荡能量，防范风险。
对风机的危害：持续的功率振荡将恶化风 机运行性能，增大电力电子器件的应力，降低设备 寿命，甚至引起保护动作，造成风机脱网，还可能 导致风场内无功补偿设备不能正常工作。对电力系统的危害：次同步振荡相当于电 网中的间谐波源，其频率较低并与多种因素有关， 呈时变特性，将恶化电能质量，增加系统损耗，损 害电力设备寿命。且当其频率与电网其它固有频率 (如铁磁谐振)接近时，可能激发出更严重的系统振 荡，危及电网的安全稳定运行。可能激发临近火电机组的轴系扭振：我国 风-火打捆外送的输电方式很普遍，在风电场附近往 往安装有大型汽轮发电机，一旦直驱 风机与电网相互作用引发的次同步功率振荡的频 率与汽轮机组轴系某一扭振频率吻合，则会激发出 强烈的轴系扭振，可能造成疲劳寿命损伤，轻则引 起保护跳机，重则损伤设备，乃至失去多个电源， 危及电网整体的安全稳定运行。 防范措施 为应对上述新型次同步振荡问题带来的危害， 可从以下几方面采取措施。优化直驱风机控制器：在不影响风机正常控 制性能的前提下，通过优化控制器参数、改变次同 步阻抗特性可有效降低乃至避免次同步振荡风险。增强网架结构：直驱风机接入弱交流系统 时才会出现前述次同步振荡风险，因此可在规划建 设阶段对风机总容量与接入电网短路容量进行评 估，适当增强网架，提高短路比，降低风险。
调整无功补偿设备(SVG)的控制策略和参 数：兼顾电压-无功控制目标，适当选择控制策略， 如将恒电压控制改为恒无功控制，或调整恒电压控 制参数，来缓解次同步振荡风险。附加阻尼控制：在直驱风机变流器、风场 动态无功补偿设备的控制系统中附加次同步阻尼 控制环节，来增强次同步振荡模式的阻尼，降低其 发生的风险。 设置专用次同步阻尼控制器：在风场或电 网安装专门针对次同步振荡的电力电子控制器，吸 收振荡能量，防范风险。
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