《風電場次同步振盪非線性行為及穩定域的研究》是依託北京理工大學，由王亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：風電場次同步振盪非線性行為及穩定域的研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：王亮
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
風電場接入含有固定串聯電容補償的電力系統後，在某些工況下會發生次同步振盪。次同步振盪將導致機組脫網和發電設備的損壞，嚴重威脅著電力系統的安全穩定運行。在全局運行範圍內，鐵芯、避雷器和部分控制器等電氣設備具有強非線性。隨著次同步振盪幅值的增大，這些設備將進入非線性工作區，使得系統的阻尼特性和振盪行為發生改變。特徵值分析、頻率掃描和時域仿真等已有次同步振盪分析方法難以有效地分析系統的這些非線性行為。因此，本課題將非線性系統定性理論和李雅普諾夫直接法套用於風電場次同步振盪的分析，研究整個運行域內次同步振盪的非線性行為及特性，並求解系統的穩定域。在此基礎上，歸納總結計入非線性環節後風電場次同步振盪特性分析、穩定域計算等方面具有普適性的技巧和方法。本課題的研究將為風電場的穩定運行提供有價值的基礎理論研究，有助於提高電力系統的可靠性。
結題摘要
實際運行經驗表明，在某些工況下風電場會發生次同步振盪。美國德克薩斯州CREZ地區的風電場發生的由於固定串補引起的次同步振盪事故，造成了大量風力發電機脫網以及部分機組撬棒電路的損壞。我國河北省沽源地區風電場、吉林省瞻榆地區風電場和新疆自治區哈密地區風電場均發生過次同步振盪，造成了大量風機脫網，哈密地區風電場的振盪還導致附近火電機組跳閘，給電網造成了嚴重的衝擊，威脅著電力系統的穩定運行。 本課題主要研究了套用於次同步振盪分析的大規模風電場的聚合建模方法、風電場次同步振盪的非線性行為的特點和分析方法、不同類型風力發電機對次同步振盪的影響以及風電場次同步振盪的抑制方法。本課題提出了一種基於次同步電流分配係數的風電場聚合建模方法、提出了一種可抑制次同步振盪的雙饋型風力發電機直接轉速控制策略、提出了一種基於數值計算的疊代式風機阻抗建模方法、提出了基於STATCOM的風電場次同步振盪抑制及最佳化方案並研究了硬體設備應容量限幅導致的系統穩定域的分析方法。研究成果包括：發表和錄用SCI論文3篇、EI論文3篇、核心論文1篇、受理髮明專利1項、培養碩士研究生8名。 本課題的研究成果對分析風電場的次同步振盪行為具有重要的理論價值，尤其是基於STATCOM的風電場次同步振盪抑制方案不僅成本低抑制效果明顯，而且是基於已有設備，便於推廣和套用，有望在未來5年內實現工程套用。
