大唐向阳风电有限公司双辽风电场
摘要：与摩托车组主轴波振动引起的第二次同步振动各不相同，参与电气变压器控制的新型二次同步振动以多台设备的动态相互作用为特征，振动应力(电流)在系统中广泛传播，影响很大。为了防止新型同步振动，需要深入研究振动特性，包括振动稳定性、振动的主要影响范围、振动应力(流动)分布和振动来源。这对监测和控制振动以及提高系统稳定性至关重要。基于此，以下对双馈风电场并网次同步振荡分析与抑制方法进行了探讨，以供参考。
关键词：双馈风机;次同步振荡;小信号模型;模态分析;振荡抑制
引言
双馈异步风力发电机(doublyfedinductiongenerator，DFIG)是一种变速恒频的绕线型异步发电机，能够实现定转子同时向电网反馈能量。双馈风力发电机的能量转换效率高，但需要输电线路具备强大的远距离输电能力，一般通过串联补偿电容或柔性直流输电进行功率外送。
1基本原理
风网的第二次协同振动是多电变压器与大型电网的相互作用。振动阶段开始时，这种相互作用被认为是小扰动系统的动态行为，因此可以在一定条件下研究线性模型。提出的电阻网格模型描述了目标系统。阻抗网模型是根据真实系统拓扑连接的每台机器的阻抗模型。电阻模型可以用多种方式建模，例如。b .对于结构和参数不明的电力设备，采用较为均匀的线性网络、基于状态区域模型的变换方法等，可以采用基于扰动测试的外部识别方法。
2次同步振荡功率表现形式
2.1强迫振荡情况
风电场中的强制振动时，风电场中存在永久振动源，采用风电场中振动源的值作为交流源。第二次同步振动时功率传输函数使风电场平衡两个交流电源，风电场输出电压等于风电场输出电压1550频率，对应于第二次同步振动频率151515155 ss。该模型简化了网络零件的等效性，从而简化了表达式并简化了分析。但是，使用的分析方法可以
2.2非对称运行中的同步振动形式
不平衡的负载平衡导致电力系统三相电压不平衡，这是测量系统不对称效率的一个众所周知的电磁质量参数。三相电压不平衡154是三相电压不平衡的特征指标，表示为电压和序分量有效平方根值的百分比。
2.3自振
现有研究认为，内部自反射机理为负，即风机在辅频处具有负阻尼特性，风电场在小扰动时发生振动。在这种情况下，如果振动源相等，且受阻尼影响的交流电压源相等，则必须考虑阻尼对系统的影响。
3次同步振荡抑制方法
3.1风电机组换流器附加控制环节
风电机组换流器附加次同步阻尼控制器的设计主要包括反馈信号和安装位置、阻尼控制器结构和参数。常见的反馈信号有：线路电流、转子电流、转子转速、有功功率、端口电压、串联补偿电容端电压等。ＲＳＣ的外环有功控制回路、网侧换流器的外环直流电压控制回路和外环无功控制回路等都是常见的配置点。根据不同控制环节主导的次同步振荡问题，需要有针对性的优化次同步阻尼控制器的反馈信号和安装位置。在ＤＦＩＧＲＳＣ电流控制回路引入低通滤波器，可以抑制振荡电流中的次同步频率分量通过在ＤＦＩＧＲＳＣ内环ｄ轴电流控制回路上安装滤波器并基于灵敏度实现了滤波器的经济性配置，抑制了多机风电场并网系统的次同步振荡。综上所述，风电并网系统次同步振荡的控制方法主要包括两个角度：（１）从系统侧考虑，通过配置柔性输电装置及其附加次同步阻尼控制器以增强系统阻尼；（２）从风电场侧考虑，在风电机组换流器附加次同步阻尼控制器或装设滤波环节，前者通过改善风电机组的动态特性，为系统提供次同步频段内的等效正阻尼或正电阻，后者通过过滤次同步扰动分量，以解耦风电场与电力系统在次同步频段内的不利交互作用，从而抑制次同步振荡。
3.2提高电气阻尼
风电机或柔性直流输电系统可能的负阻尼特性会降低系统的稳定性，附加励磁阻尼控制器(supplementaryexcitationdampingcontrol，SEDC)在发电机的励磁系统中加入控制模块，当系统出现次同步谐振时，通过调节控制参数来提高机组阻尼。这种方式主要适合于SSＲ风险不是非常大的系统，对于SSＲ风险较大的系统，其作用有限。SEDC的优点是造价较低，能在一定条件下提高风机阻尼，但遇到发电机励磁绕组时间常数大的情况时，应用效果不明显，一般作为其他抑制SSＲ措施的补充。
3.3阻抗分析法
阻抗分析方法首先应用于电气领域直流变换器和滤波系统的设计。近年来，电阻分析已成为分析风电和电网动态稳定性的常用理论之一，因为电力系统部件的电阻迁移性，如b .风力发电机风扇，易于测量。从而解决了现实工程中信息不平等的问题，实测阻力充分反映了零部件的特征特征，包括物理关节和控制环。阻抗分析的方法是基于风电场和输入电流系统对闭环反馈进行建模。由于风电场和网络化系统是三相交流系统，阻抗模型是多输出结构，例如。例如，DQ阻抗/阻抗转换的有符号矩阵。电阻率分析的优点在于，风电场群的电阻率特性可以根据测量结果来确定，例如对于频率扫描方法。
3.4变频调速控制策略的构建
双馈风机时钟频率指示策略由虚拟惯性控制和单频控制组成，其中虚拟惯性控制通过引入电网频率来模拟同步装置的惯性响应。一个频率控制通过线路频率和线路额定频率之间的差异达到了额定线路供电。
3.5频率范围分析
频率分析提前结合稳定的夜影判断主要包括回归转矩系数和阻抗的方法。频率分析函数通过开放子系统的频率响应函数确定闭环系统的稳定性，通过建立两个开放回路子系统之间的动态交互和闭环系统的稳定性，可以从物理角度识别第二次同步振动的原因。扭矩系数的方法是1982年由I .介绍了M. Canay对同步发电机振动动力学与串行输入电路之间传统二次同步共振的问题进行了研究。回归转矩系数是第二同步振动范围内阻尼转矩分析方法的扩展，d .h .焦点从系统的电机振动模式延伸到系统的第二同步振动模式。转矩系数法由三个步骤组成:1)为系统生成传动功能模型；2)电重启转矩(SE (J-β) + JDE (J-β)和机械重启力矩(sm(j-β)+jdm(j-β))；3)确定se (j β) + sm (j β) + dm (j β)在0，d时的正值和负值。h .负值会导致频率超过一次时产生次同步振动。转矩控制解释了机械耦合引起的同步振动问题的原因，即电气系统对同步机械系统作用的负阻尼。
结束语
在次同步振荡产生机理方面，SSＲ是双馈风电场经串补并网产生次同步振荡问题的主要原因。在建立数学模型时应充分考虑到双馈风电机组轴系和控制器部分的精确度会影响最终振荡模态的体现，不宜过分简化。特征值分析发现输电线路串补度过高是引发双馈风电场并网产生次同步振荡的主要原因。可以采用避开谐振点、提高电气阻尼的方法来抑制次同步振荡问题。
参考文献
[1]李现伟,蒋刘兴,刘鹏,王宇轩.风电并网抑制系统振荡控制策略研究[J].科学技术创新,2020(36):189-190.
[2]邵冰冰,赵书强,高本锋,沈俊铃,刘毅,易友川.基于反馈线性化滑模控制的直驱风电场经柔直并网系统次同步振荡抑制策略[J/OL].中国电机工程学报:1-18[2021-03-01]
[3]赵书强,赵质淼,邵冰冰.弱交流电网下不同位置的直驱风机对次同步振荡特性影响的比较分析[J].华北电力大学学报(自然科学版),2020,47(06):1-9.
[4]汪天呈,王克,甘瑜前.大型风电场并网运行的若干技术问题研究[J].机电信息,2020(23):100-101.
[5]郭晓爽.风电场并网电能问题探讨[J].现代建筑电气,2020,11(07):17-20+29.