极弱电网下直驱风电并网变流器小信号建模及稳定性运行策略分析

TM614%TM46; 极弱电网下,直驱风电并网变流器各控制环路动态交互、满功率运行会改变并网点电压,导致不能稳定运行.对此,建立了考虑控制延时环节的全阶状态空间小信号模型,并采用特征值分析方法分析系统稳定性.研究表明系统稳定性随电网强度降低呈非线性变化,存在不连续稳定区间,且控制延时对不同振荡模式的阻尼比影响也呈非线性,部分阻尼比变大,部分阻尼比变小;同时,得到了参与电压、电流和锁相环之间交互作用的主导状态/控制变量,其参与度随电网强度减弱而加剧,进一步分析了各控制器参数对系统稳定性的影响规律,拉开控制带宽,避免频带交叠,将有助于提高系统稳定性;通过对比分析直驱风电系统在定交流电压控制和电压...

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Published in电力自动化设备 Vol. 42; no. 8; pp. 167 - 173
Main Authors 刘芳, 李研, 何国庆, 李光辉, 刘世权, 刘威
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 合肥工业大学 电气与自动化工程学院,安徽 合肥 230009%中国电力科学研究院有限公司,北京 100192 01.08.2022
Subjects
全阶状态空间小信号模型
控制延时
不连续稳定区间
直驱风电并网变流器
极弱电网
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ISSN1006-6047
DOI10.16081/j.epae.202204086

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Summary:TM614%TM46; 极弱电网下,直驱风电并网变流器各控制环路动态交互、满功率运行会改变并网点电压,导致不能稳定运行.对此,建立了考虑控制延时环节的全阶状态空间小信号模型,并采用特征值分析方法分析系统稳定性.研究表明系统稳定性随电网强度降低呈非线性变化,存在不连续稳定区间,且控制延时对不同振荡模式的阻尼比影响也呈非线性,部分阻尼比变大,部分阻尼比变小;同时,得到了参与电压、电流和锁相环之间交互作用的主导状态/控制变量,其参与度随电网强度减弱而加剧,进一步分析了各控制器参数对系统稳定性的影响规律,拉开控制带宽,避免频带交叠,将有助于提高系统稳定性;通过对比分析直驱风电系统在定交流电压控制和电压下垂控制下的适用性,发现定交流电压控制更适合极弱电网工况.通过MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析的正确性.
ISSN:1006-6047
DOI:10.16081/j.epae.202204086