含双馈风电场的电力系统次同步振荡分析与抑制文献综述

 2022-11-29 04:11

文 献 综 述

1 课题的背景与意义

目前,社会发展面临着能源短缺以及能源开发带来的环境问题,影响社会进步、经济增长的进程。调整能源结构,从可持续发展的角度建立清洁可持续的新型能源体系,需要将化石能源为主的单一能源结构替换为多能源结构。在众多可再生能源中,风能具有资源丰富、分布广泛的特点,有较好的经济及社会效益。中国能源发展战略已将大规模开发利用风能作为其重要组成部分[1]

由于风力资源与负荷需求分布不一致,需将风电大规模、远距离的向外输送。串联补偿电容技术具有减小输电线路损耗并同时提高线路输送容量的优点,可作为实现风电大规模外送的技术支撑,但该技术的广泛应用,同样存在可能诱发风电场次同步振荡的问题,次同步振荡的发生严重影响了大规模风电基地及外送系统的安全稳定运行。

当前对于风电场次同步振荡的机理分析还不够完善,对抑制措施有单一的局限性。在中国大力发展风能的环境下,对风电场次同步振荡的机理分析和抑制措施研究具有实际意义。

2 研究现状

2.1次同步振荡的定义

次同步振荡现象是指振荡频率远大于2Hz且小于50Hz的有功振荡现象[10]。电力系统次同步振荡(subsynchronous oscillation, SSO)是一种低于工频的有功振荡,它会导致发电机组大轴的疲劳积累,甚至断裂,严重威胁着电力系统的安全运行[2]

次同步谐振(Subsynchronous Resonance,SSR)是指电力系统的一种不正常运行状态,在这种运行状态下,电气系统和汽轮发电机组以低于系统同步频率的某个或多个振荡频率交换显著的能量,从而危害汽轮发电机轴系安全的动态过程。次同步振荡比次同步谐振概念的范围要大一些,它在更广的范围内研究机电耦合系统的相互作用,即汽轮发电机组和诸如PSS、HVDC以及FACTS装置等电气设备之间的相互作用[3]

IEEE工作组对次同步振荡作了如下定义:电力系统受到扰动偏移其平衡点后出现的一种运行状态,在这种运行状态下,电网与汽轮发电机组之间在一个或多个低于系统同步频率的频率下进行显著能量交换,但不包括汽轮发电机组的刚体模式。在这里,电网一词包括串联电容补偿系统、直流输电系统以及其他大功率电力电子装置[4]

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