含双馈风电场的电力系统低频振荡模态与阻尼分析
电力系统低频振荡分析与抑制
由于在特定情况下系统提供的负阻尼作用抵消了系统电机、励磁绕组和机械等所产生的正阻尼，在欠阻尼的情况下扰动将逐渐被放大，从而引起系统功率的振荡。
还有一种比拟特殊的欠阻尼情况，假设系统阻尼为零或者较小，那么由于扰动的影响，出现不平衡转矩，使得系统的解为一等幅振荡形式，当扰动的频率和系统固有频率相等或接近时，这一响应就会因共振而被放大，从而引起共振型的低频振荡。
这种低频振荡具有起振快、起振后保持同步的等幅振荡和失去振荡源后振荡很快衰减等特点，是一种值得注意的振荡产生机理。
2、模态谐振机理电力系统的线性与模态性质随系统参数的变化而变化，当两个或多个阻尼振荡模态变化至接近或相同状态，以至相互影响，导致其中一个模态变得不稳定，假设此时系统线性化模型是非对角化的，就称之为强谐振状态;反之为弱谐振状态。
强谐振状态是导致发生低频振荡的先导因素。
当出现或接近强谐振状态时，系统模态变得非常敏感，反响在复平面上，随着参数变化，特征值迅速移动，变化接近，这样，对于频率接近的系统特征值在强谐振之后，阻尼很快变得不同，其中一个特征值穿过虚轴，从而引起振荡。
3、发电机的电磁惯性引起的低频振荡由于发电机励磁绕组具有电感，那么由励磁电压在励磁绕组中产生的励磁电流将是一个比它滞后的励磁电流强迫分量，这种滞后将产生一个滞后的控制，而这种滞后的控制在一定条件下将引起振荡。
而且由于发电机的转速变化，引起了电磁力矩变化与电气回路藕合产生机电振荡，其频率为0.2-2 Hz。
4、过于灵敏的励磁调节引起低频振荡为了提高系统稳定，在电力系统中广泛采用了数字式、高增益、强励磁倍数的快速励磁系统，使励磁系统的时间常数大大减小。
这些快速励磁系统可以对系统运行变化快速作出反响，从而对其进行灵敏快速的调节控制，从控制方面来看，过于灵敏的调节，会对较小的扰动做出过大的反响，这些过大的反响将对系统进行超出要求的调节，这种调节又对系统产生进一步的扰动，如此循环，必将导致系统的振荡。
双馈风机对区域间振荡阻尼的影响分析
双馈风机对区域间振荡阻尼的影响分析游广增李宇骏刘莉芸（云南电网规划研究中心昆明650011, 浙江大学电气工程学院）Abstract：With the penetration of wind power increasing in power system, the influence of wind generator on power system is becoming more obvious. Therefore, studying the small-signal stability of wind farm integrating into power system is very important to insure the steady operation of power grid. This paper builds a detailed model of doubly-fed induction generator (DFIG) with IEEE-11 busbar system and discusses the impact on power system low frequency oscillation with different DFIG rates, integrating positions and electrical distances between DFIG and the major system. It shows that the more ratios of penetration of DFIGs, the larger damping ratio of inter-area oscillation. And the effect on intra-area oscillation only exists in area where wind farm injects. With the connection between the wind farm and AC system weakening, the damping of oscillation decreases. In addition, the effects of two control strategy and different control parameters on system oscillation are studied. It illustrates that different control parameters has effect on damping of system oscillation to variable degree. Furthermore, wind PSS implemented on terminal voltage control loop of DFIG can improve the stability of power system. Finally simulation studies performed on software DIgsilent/Powerfactory validates the accuracy of the analysis above.Keyword：double-fed induction machine, inter-area oscillation damping ratio, PSS摘要：随着风能在电力系统中的比例越来越大，其对电力系统的影响越发明显。
双馈风电场次同步振荡分析与阻抗模型研究
双馈风电场次同步振荡分析与阻抗模型研究本文结合IEEE次同步振荡第一标准模型和我国某地区实际电网模型，建立了双馈风机（DFIG）频域阻抗模型，推导出了适用于双馈风电经串补外送次同步振荡问题的频域阻抗分析方法，分析了双馈风电经串补外送次同步振荡问题的影响因素。
标签：频域阻抗模型；双馈风电场次同步；振荡分析风电系统次同步振荡问题与火电系统类似但又不尽相同，这是因为风力发电机和火力发电机结构差异较大。
本文内容主要围绕风电系统次同步振荡的原理和分析方法展开。
1 双馈风力发电机的重要性目前，双馈风力发电机因其具备有功无功灵活控制、最大风能追踪等优势，已经成为风电场主流风力发电机。
随着负荷需求的增长，风电装机容量以及并网规模也相应提高，因此，当双馈风力发电机经串补输出时也将有可能引发次同步振荡问题，这就会给风机轴系带来威胁，成为电力系统安全稳定运行中的不确定因素。
关于火力发电系统次同步振荡问题的研究已经较为普遍，并且有不错的成果。
而风力发电机与火力发电机在并网方式、结构等方面都有较大区别，因此风电系统的次同步振荡在建模、理论分析和抑制方面都需要重新建立，而不能直接采用火电系统的次同步振荡问题的理论方法。
故而，深入研究风电系统次同步振荡问题的分析方法具有非常重大的意义。
2 当前基于频域阻抗模型的双馈风电场次同步振荡分析方法研究目前国内外针对大规模风电外送次同步谐振已经进行各个面的研究，其研究重点主要集中在风电次同步谐振的机理、分析方法以及抑制措施上。
双馈风机的运行模式分为最大功率跟踪运行区域、恒转速运行区域和定功率等，采用小信号模型分析法针对双馈风机经串补输出时不同运行区域进行了特征值分析，分析表明：在低风速条件下，风机无论运行于最大功率跟踪状态还是其他运行状态都会发生SSR现象；随着风速增大，风机稳定运行区域的面积逐渐增大。
而采用特征值灵敏度析得到影响风机次同步谐振的主导因素，在相同的条件下，串补度越高，次同步谐振风险越大，稳定区面积越小。
双馈型风力发电机组振动问题分析与处理(2010)
用 Matlab的处理与分析做信号预处理 , 包括滤波和 平滑处理 , 信号频域分析则包括加窗函数 、快速傅里 叶变换等 。利用 Matlab 进行振动测试信号处理与分 析具有独有的优势 , 易于编程实现 。
fault conditions of the system were discussed. The structural dynam ics analysis of w ind turbine was made and the dynam ics model was built. The vibration experiments of w ind turbine were done w ith the German test and analysis system BBM. Based on the experimental data, spectrum analysis was made using signal p rocessing tool box in M atlab and the conclusion was got that the vibration of w ind tur2 bine was caused by dynam ic imbalance. The research show s that integrating mechanical system dynam ics theory w ith advanced test technology can solve the vibration p roblem more successfully.
多机系统低频振荡模式阻尼分配规律分析(一)【推荐下载】
多机系统低频振荡模式阻尼分配规律分析(一)多机系统低频振荡模式阻尼分配规律分析赵书强常鲜戎潘云江贺仁睦华北电力大学电力系，071003 保定1前言长期以来，电网建设落后于电源建设，因而使得电网结构较为薄弱，加之现代化大机组广泛采用高放大倍数的快速励磁系统，导致电力系统低频振荡问题日益突出，危及电力系统的安全运行。
所以，对电力系统低频振荡问题进行分析研究，并采取相应的抑制措施，是非常有意义的。
研究表明，电力系统的低频振荡是由于缺乏机械模式阻尼而引起的〔1〕。
对于单机无穷大系统，只存在一个振荡模式，振荡模式阻尼与机组阻尼存在着确定的对应关系，只要单纯地增大机组阻尼即可增大振荡模式阻尼，从而达到抑制低频振荡的目的。
但是，对于多机电力系统，存在多个振荡模式，而且振荡模式阻尼分配非常复杂，有时增大一台机组的阻尼，反而会使一些振荡模式的阻尼特性变坏〔2〕。
这说明，多机系统阻尼特性与简单系统阻尼特性是不一样的。
本文首先分析了多机系统中不同机组间的阻尼耦合现象，然后通过复模态分析，推导出发电机采用经典模型时低频振荡模式的阻尼分配规律，并得出一些对抑制电力系统低频振荡有参考价值的结论。
最后，以10机新英格兰系统作为算例，验证了本文所推导的阻尼分配规律的正确性。
2多机系统机组间的阻尼耦合对于多机系统，机组间存在着机电耦合问题。
这种机电耦合问题可以用同步转矩系数矩阵描述。
当在某一台机组上施加阻尼时，其阻尼效应会通过机电耦合传递到其它机组上。
为了使分析简单明了，下面以图1所示的二机无穷大系统为例进行分析。
图1所示的系统有两个振荡模式，其中较低频率的振荡模式发生在两台机组与系统之间，如果不考虑机组阻尼，则在振荡过程中两台机组是同相的；而较高频率的振荡模式则发生在两台机组之间，在振荡过程中两台机组是反相的。
如果选择在2号机上施加阻尼，而不考虑1号机的阻尼，则当两台发电机采用经典模型时，它们的转子运动方程可表示为M1p2Δδ1＝－K11Δδ1－K12Δδ2(1)M2p2Δδ2＋D2pΔδ2＝－K21Δδ1－K22Δδ2(2)对于较低频率的振荡模式，如果不考虑机组阻尼，则在振荡过程中两台机组是同相的，当在2号机上施加阻尼时，则2号机振荡相位将滞后于1号机，如图2所示。
能量耗散的双馈风电机电振荡阻尼特性精细 化评估
能量耗散的双馈风电机电振荡阻尼特性精细化评估近年来，风电已成为全球清洁能源发展的重要产业，在风电技术不断发展的同时，其振动问题也逐渐引起了人们的关注。
双馈风电机作为风电主要发电装置之一，其电振荡阻尼特性评估显得尤为重要。
本文主要介绍能量耗散的双馈风电机电振荡阻尼特性精细化评估。
一、能量耗散的概念能量耗散是指系统能量从某种形式转化为其他形式的过程，通常也称为能量损耗或能量散失。
在机电系统中，能量耗散的主要形式包括电阻、摩擦、液阻和气阻等因素的作用。
二、双馈风电机电振荡阻尼特性双馈风电机是一种可以调节电流和电压输出的风电主机。
在运行过程中，双馈风电机产生的振动问题容易引起特定共振频率上的振荡，从而影响风机的稳定性和安全性。
双馈风电机的电振荡阻尼特性是指其在特定共振频率范围内消耗振动的能力。
一般来说，提高电振荡阻尼特性可以有效消除机械振动，降低振动噪声，保证风机的安全可靠运行。
三、能量耗散的作用能量耗散是双馈风电机电振荡阻尼的重要手段之一。
在实际应用中，能量耗散通过增加系统的耗散使其消耗振动能量，从而有效地提高电振荡阻尼特性。
一方面，系统的耗散越大，其在特定共振频率上的振幅就越小，二者呈线性关系。
另一方面，系统的耗散也会受到一些因素的影响，比如振荡的共振频率、振荡源的类型和振幅等。
四、双馈风电机电振荡阻尼特性评估方法为了精确评估双馈风电机的电振荡阻尼特性，需要采用科学的方法和标准化的流程。
目前，常用的双馈风电机电振荡阻尼特性评估方法主要包括模拟和试验两种。
模拟方法通过建立数学模型对双馈风电机进行仿真分析，以验证其电振荡阻尼特性。
该方法通常适用于小型风机的建模和分析，可以有效地梳理系统的理论结构和分析系统的动态响应特征，是分析系统耗散特性和优化系统性能的有效手段。
试验方法则通过实验的方式测试双馈风电机的电振荡阻尼特性。
这种方法具有直接反馈、直观性高等优势，可以直接对实际系统进行测试、记录系统响应曲线和模拟系统参数的变化。
浅谈电力系统低频振荡的产生机理分析方法及抑制措施
2. 1. 4 低频振荡的自激分析法
自激分析法的基本思想是在被研究的 n机电力
系统中任选一机作为自激机将系统的其余部分进行等效 ,这样就得到
一个等效的“二阶 ”系统 , 从而可以通过迭代求解的
方法比较容易地求出此“二阶 ”系统的特征根 [16 ] 。
自激法可以有效地解决电力系统的“维数灾 ”问题 ,
但其收敛性相对 SMA 法要差 ,而且在多机系统中的
一个模式同时和几台机强相关时 ,并在这几台机作
为自激机时 ,会由于都收敛于这一模式而产生丢根
现象 ;另外 ,若多机系统的一台机和几个机电模式相
关 ,则用此机做自激机时 ,只能收敛到其中一个强相
关模式 ,此时也会导致结果失去完整性 。
2. 2 基于非线性动态方程的分歧理论分析法和时
低频振荡的自激分析法自激分析法的基本思想是在被研究的机电力系统中任选一机作为自激机将其状态变量作为保留变量而将系统的其余部分进行等效这样就得到一个等效的二阶系统从而可以通过迭代求解的方法比较容易地求出此二阶系统的特征根自激法可以有效地解决电力系统的维数灾问题但其收敛性相对法要差而且在多机系统中的一个模式同时和几台机强相关时并在这几台机作为自激机时会由于都收敛于这一模式而产生丢根现象
文献 [ 16 ]中还介绍了改进 SMA 法 ,其基本思 想如下 : (1)先形成降阶系统 X = A r ( p) Xr, 则其特 征值 λ和特征向量 u 应满足等式 [λI - A r (λ) ] u = 0; ( 2)将 A r (λ)在 λ =λ( j) 处按泰勒级数形式展开 , 则可得 :
弱电网下双馈风电系统的次-超同步振荡建模分析及抑制策略研究
弱电网下双馈风电系统的次-超同步振荡建模分析及抑制策略研究弱电网下双馈风电系统的次/超同步振荡建模分析及抑制策略研究摘要：在弱电网环境下，双馈风电系统往往会面临次/超同步振荡问题，严重影响系统的稳定性和安全运行。
本文基于双馈风电系统，对弱电网下的次/超同步振荡进行建模分析，并提出一种有效的抑制策略，以提高系统的稳定性和抑制振荡。
1. 引言随着风电系统的不断发展和普及，双馈风电系统被广泛应用于弱电网环境中。
然而，在弱电网下，由于系统电压和频率波动较大，双馈风电系统容易出现次/超同步振荡问题，给系统的稳定性和安全运行带来了极大的挑战。
因此，建立双馈风电系统次/超同步振荡模型，研究其抑制策略具有重要意义。
2. 双馈风电系统次/超同步振荡建模分析2.1 双馈风电系统基本原理双馈风电系统由风能转换装置、双馈感应发电机和电力转换装置组成。
风能转换装置将风能转化为机械能，通过轴承传递给发电机。
双馈感应发电机将机械能转化为电能，并通过电力转换装置输入电网。
在弱电网环境下，系统电压和频率波动较大，会导致双馈风电系统产生次/超同步振荡。
2.2 双馈风电系统次/超同步振荡模型基于双馈风电系统的基本原理，可以建立其次/超同步振荡模型。
在该模型中考虑了风能转换装置、双馈感应发电机、电力转换装置和电网之间的相互作用。
3. 双馈风电系统振荡抑制策略研究3.1 主动控制策略主动控制是一种常用的双馈风电系统振荡抑制策略。
通过调节双馈感应发电机的控制参数，可以有效抑制系统的振荡。
3.2 超级电容器策略超级电容器是一种高能量密度、高功率密度的储能设备，可以有效抑制系统的振荡。
将超级电容器连接到双馈感应发电机的端部，可以吸收和释放能量，从而提高系统的稳定性。
3.3 智能控制策略智能控制策略是一种新兴的双馈风电系统振荡抑制策略。
通过引入人工智能算法和控制理论，可以自适应地调整系统的控制参数，提高系统的稳定性和抑制振荡。
4. 结论本文针对弱电网下双馈风电系统的次/超同步振荡问题进行了建模分析，并提出了三种有效的抑制策略：主动控制策略、超级电容器策略和智能控制策略。
双馈风电机组并网对电力系统小干扰稳定性分析
（１）一个 实特 征值对 应于一种非 振荡模 中已经详细描述 了机 械系统模型，本文主要考 态，如果特征 值为负 ，这种振荡模 态为衰减模 虑 双 馈 发 电机 模 型 和 变 频 器 模 型 。 态 ， 其 绝 对 值 越 大 ，衰 减 速 度 越 快 。如 果 特 征
１特征值 分析法
ｆ ： ２万
一
‘ 一 —— ＝＝＝ ＝＝＝＝
√ ＋
（５）
（６）
ｒ
１
ｌ ＵｌｌＶｌｌ … “¨Ｖｕ … ” ｎ ｌ
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Ｉ
电 力 系 统 的 动 态 特 性 可 以 用 微 分 代 数 方
Ｌｕ ｌ … “ ｆ ｆ … “ ｊ（７）
（ａ） 有功 功 率
【关键词 】双馈风 电机组 小干扰稳定 风 力发 电 特征值分析 振 荡模 态 衰减模态
（ｂ） 无功 功率
随着 现 代 工 业 化 的不 断 发 展 ，人们 对 物质 生活 的追求 ，环境污 染、资源短 缺等问题 目益 严峻 。风能作为一种 可再 生、无污 染的清洁型 能源 ，在我 国已经有 了广泛 的利 用和发展。 目 前我 国风 能资源 可开发 量为 ２．５亿 ｋＷ， 资源 可发 面积约 ２Ｏ万 ｋｍ ，另有 约 ７９００万 ｋＷ 潜 在 可开 发量 。海 上 ｌＯｍ 高度 可开 发和 利用 的 风 能 储 量 约 为 ７．５亿 ｋＷ 。
风电场整合对系统小干扰稳定的影响研究
Ｋｅ ｒ ｓ ｓｎｈｏ ｏ ｓｇｎ ｒｔｒ ｏ ｂｙｆｄｉｄ ｃｉｎｇ ｎｒｔｒ（ ＦＧ） ｐ ｒ ａ ｅｔｓ ｃｒｎ ｕ ｅ ｅ ｔｒ（Ｍ Ｓ ） ｍａｌ ｙ ｗｏｄ ：ａｙ ｃ ｎ ｕ ｅ ｅａ ；ｄｕ ｌ・ ｎ ｕｔ ｅ ｅａ ｒ ｏ ｅ ｏ ｏ Ｄ Ｉ ； ｅ ｎｎ ｙ ｈｏ ｏ ｓｇ ｎｒ ｏ Ｐ Ｇ ；ｓ ｌ ｍ ｎ ａ
ｇ ｔ ａ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ａ ｈ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｇ ｎ ｒ ｔ ｒｃ ｎ ｍａ ｅｄ ｍｐ ｎ ｅ ｐ ｗｅ ｙ ｔ ｍ ｉ ｅ ＤＦＩ ａ ｄ Ｐ Ｓ ｗｉ ｗｅ ｅ ｅｓ ｏ ｃ ｕ ｉ ｎ ｔ ｔ ｅ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｅ ｅ ａ ｏ ａ ｋ ａ ｉｇ ｔ ｔ ｏ ｒｓ ｓｅ ｗｈ ｌ ｔ ｈ ｔ ｏｈ ｅｈ Ｇ ｎ Ｍ Ｇ ｌ ｌ ｌ ｏ ｒｔ ｈ ｄ ｍｐ ｎ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓｏ ｅｐ ｗｅ ｓｅ ａ ｉ ｇ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｆ ｈ ｏ ｒｓ ｔ ｍ． ｃ ｔ ｙ
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双馈式风电场抑制电网低频振荡的实时数字仿真仪实验
２ ０ １ ７年 １ １ 月
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｃ Ｓ Ｕ— ＥＰ Ｓ Ａ
Ｖｏ Ｉ ． ２ ９ Ｎｏ ． １１ ＮＯ Ｖ ． ２０１ ７
双馈式风 电场抑制 电网低 频振荡 的实时数字仿真仪 实验
李鹏程 ， 欧家祥 ， 郝正航 ， 张彦兵 。 ， 王 占宝
（ １ ． 贵州电力试验研究 院，贵阳 ５ ５ ０ ０ ２ ５ ；２ ． 贵州大学电气工程学院 ，贵阳 ５ ５ ０ ０ ２ ５）
摘要 ： 双馈式风 电场 与常规电站混合输 电是未来 大规 模风 电开发输送 的主要模 式 ， 但这种输 电模 式整体稳定性
ａ ｌ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ — ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｗｉ ｎ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｉ ｓ ｐ ｏ ｓ ｓ ｉ ｂ ｌ ｙ ｐ ｏ ｏ ｒ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｗ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ａ —
Ｌ Ｉ Ｐ ｅ ｎ ｇ ｅ ｈ ｅ ｎ ｇ ’ ， ＯＵ Ｊ ｉ ａ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＨＡＯ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｈ ａ ｎ ｇ ， ＺＨＡＮＧ Ｙａ ｎ ｂ ｉ ｎ ｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｚ ｈ ａ ｎ ｂ ａ ｏ
含双馈风电场的电力系统低频振荡模态分析_李辉
中
国 电 机 工 程 学 Proceedings of the CSEE
报
Vol.33 No.28 Oct.5, 2013 ©2013 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文献标志码：A 学科分类号：47040
18
中
国
电
机
工
程
学
报
第 33 卷
加频繁的变化；不同风电场运行和控制方式也可能 会对系统的低频振荡模态有影响。因此，研究风电 场并入电网后，含风电场的电力系统低频振荡模态 特性及其影响趋势具有重要的意义。 国内外学者已对双馈风电机组及其风电场的 电力系统低频振荡特性进行了研究。文献[4-5]分析 了双馈风电机组振荡模态，并研究了轴系参数、运 行点、电网强度、端电压等对机组小干扰稳定性的 影响，但其研究侧重点在于风电机组自身小干扰稳 定性问题，研究中将电力系统等效为单机无穷大系 统。文献[6-9]研究了大规模风电接入系统后对系统 阻尼特性的影响，结果表明接入双馈风电场能够改 善系统区域间的模态阻尼，但是上述文献并未考虑 同步发电机组和风电机组参与协调控制、风电接入 可能带来的潮流变化、风电场不同运行方式及其控 制方式对系统低频振荡模态特性的影响，而这正是 中国大容量风电场群集中接入大电网，要求风电场 和常规发电机组协调控制可能带来的系统安全稳 定运行的新问题。文献 [10-12] 对大容量风电场接 入系统后的小干扰稳定性进行了研究，但是采用 的风电机组模型仅考虑了发电机本身，仅分析了 利用相同功率的风电机组替换同步发电机情况下 的电力系统阻尼的变化。文献[13]采用较为全面的 双馈风电机组模型，对风电机组工作在不同风速 运 行模式下的 电力系统低 频振荡特性 进行了 分 析，但只考虑了风电场接入时系统潮流不改变的 理想情况，以及风电机组不同运行工况都具有相 同出力的情况，这与实际风电机组和风电场的运 行特点不相符。 为了较全面分析风电接入系统后电网区域间、 局部区域以及风电场的安全稳定运行机制，本文考 虑风电接入可能带来系统潮流变化、风电场不同控 制方式对系统运行特性的影响，对含双馈风电场的 电力系统低频振荡特性及其影响趋势进行了研究。 首先，考虑风力机传动链、变桨控制和双馈发电机 动态模型及其控制策略，建立了双馈风电场的系统 小信号稳定性分析的详细数学模型。其次，采用模 态分析方法，对 IEEE 两区域四机的双馈风电系统 低频振荡模态进行分析，并通过时域仿真进行比 较。 最后， 针对风电接入潮流不变和改变 2 种情况， 研究双馈风电场不同运行点、不同风电场容量以及 风电场参与调度的无功大小对电力系统区域间振 荡模态、局部振荡模态以及风电机组轴系振荡模态 的影响。
大型双馈风力发电系统小信号动态建模及附加阻尼控制器设计
大型双馈风力发电系统小信号动态建模及附加阻尼控制器设计张子泳;胡志坚;李勇汇;方家成;姜美玲;王贺【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2011(039)018【摘要】Because of volatility of the output power of wind farm and long-distance transmission, inter-area oscillation is an issue faced in interconnected power systems connected large-scale wind farms. A small signal dynamic model for large-scale double-feed wind power generation system is established, which generally includes four parts, I.e., the dynamic equation of wind turbine model and its drive system, asynchronous generator, converter, and control system of converter. Taking the rotor-side converter's active power reference of DFIG as the input signal and the rotor angle difference of interconnected power systems as the output signal, the opened-loop transfer function between the two signals is obtained by system identification method. Based on the opened-loop transfer function, DFIG's wide-area damping controller is designed in terms of pole placement technology. Nonlinear time-domain simulations demonstrate that large-scale wind farm equipped with the designed damping controller can effectively suppress the low frequency oscillation of the interconnected power systems.%由于风电场输出功率的波动性及远距离输电等原因,大规模风电场接入互联电力系统后会面临不同区域电网间的低频振荡问题.建立了大型双馈风力发电系统的小信号动态模型,该模型包括风力机及传动系统动态方程、异步发电机动态方程、变频器动态方程以及变频器控制系统动态方程4个部分,具有一般性.以双馈风力发电机转子侧变流器有功功率参考值为输入,以互联电力系统区域间同步发电机功角差值为输出,通过系统辨识方法得到二者间的开环传递函数.在此基础上,利用极点配置方法,设计了双馈风力发电机的附加阻尼控制器.非线性时域仿真表明,配备了阻尼控制器的大规模风电场能够有效抑制互联系统的低频振荡,增加互联系统的阻尼.【总页数】7页(P127-133)【作者】张子泳;胡志坚;李勇汇;方家成;姜美玲;王贺【作者单位】武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072;武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072;武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072;武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072;武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072;武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TM741.3【相关文献】1.计及广域信号时变时滞影响的大型双馈风力发电系统附加鲁棒阻尼控制 [J], 张子泳;胡志坚;刘宇凯2.含DFIG风机的电力系统次同步谐振附加阻尼控制器设计 [J], 张宋彬;江全元;陈跃辉;张文磊;宋军英3.基于多端柔性直流系统的附加阻尼控制器设计新方法 [J], 赵训君4.电力系统附加次同步阻尼控制器的参数设计方法 [J], 杨冰灯;王西田;刘时雨;解大5.基于电压源换流器的高压直流输电小信号动态建模及其阻尼控制器设计 [J], 郑超;周孝信因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电力系统中的阻尼控制策略分析
电力系统中的阻尼控制策略分析随着电力系统的不断发展和扩大规模，阻尼控制策略成为了保障系统稳定运行的重要工具。
阻尼控制策略包括主动阻尼和被动阻尼两种方式，它们的目的都是通过调节系统的阻尼特性来提高系统的稳定性。
本文将对电力系统中的阻尼控制策略进行分析，并介绍它们的原理、应用和影响。
阻尼控制策略的基本原理在于增加系统的阻尼比，从而减少系统振荡。
主动阻尼是通过改变系统的阻尼特性来控制系统的振荡，它可以在系统遇到干扰时迅速响应，并提供有效的控制方法。
被动阻尼则依赖于阻尼装置或元件来增加系统的阻尼，这些装置可以在系统产生振荡时提供反向的阻尼力，从而减小振荡幅度。
在电力系统中，主动阻尼控制策略通常包括调频控制、频率响应控制和功角控制。
调频控制通过自动调整发电机的输出功率来保持系统频率的稳定。
频率响应控制则根据系统频率的变化调整发电机输出的有功功率，以保持频率在合适的范围内。
功角控制是通过调整发电机的励磁状态来控制系统的功角稳定。
被动阻尼控制策略在电力系统中的应用相对较多。
常见的被动阻尼装置包括阻尼器和调速器。
阻尼器通常由振动吸收器或液压阻尼器组成，通过吸收系统的振荡能量来减小系统的振荡幅度。
调速器则通过调整负荷和发电机输出的功率，来改变系统的阻尼特性。
阻尼控制策略的应用可以提高电力系统的稳定性和可靠性，但也会对系统产生一定的影响。
首先，阻尼控制策略需要增加额外的设备和系统控制方法，增加了系统的复杂性和成本。
其次，控制策略的误操作或失控可能会导致系统的不稳定或发生故障。
因此，在设计和实施阻尼控制策略时，需要进行充分的计划和验证，以确保系统的稳定性和安全性。
此外，阻尼控制策略的选择和优化也是一个重要的问题。
不同的控制策略对系统的稳定性和响应速度有不同的影响。
为了选择合适的控制策略，需要进行系统的建模和仿真分析，评估不同策略对系统的影响，并考虑系统的具体要求和约束。
总结而言，电力系统中的阻尼控制策略是保障系统稳定运行的重要手段。