文 献 综 述

1.#160;课题背景与意义

风能作为一种具有规模开发价值的新能源, 蕴量极其丰富。量极其丰富。 当前电力系统建设和发展的一个重要目标是安全、 可靠地大规模输送可再生能源电力,通常风能资源与负荷中心呈现逆向分布, 因而含大规模风电通过电力电子变流器接入外送的电力系统稳定性至关重要。 国内外电力系统中发生过多次由风电场接入引发的次同步振荡事故, 例如 2009 年10 月美国德州南部电网发生线路故障, 导致某双馈风机(DFIG)风电场通过高串补度的输电线路线路接入电力系统, 发生次同步控制相互作用, 造成量风电机组脱; 2015 年 7 月 1 日, 在我国新疆哈密地区发生由直驱风机(PMSG)风电场接入引发的电网次同步振荡事故, 事故导致距风电场 300 km外火电厂 3 台火电机组的扭振保护相继动作, 造成功率损失 1 280 MW。 上述事故表明大规模风电场接入已经给电力系统安全稳定运行构成威胁, 为了实现风电安全稳定并网和输送, 对风电大规模接入引发电力系统次同步振荡的机理进行分析和研究将具有重要的现实意义。

目前针对风电场接入引发系统次同步振荡的研究对象具体可以分为: DFIG 风电场串补输电系统和 PMSG风电场无串补输电系统。 针对前者的研究已有了较多的成果, 相关的研究理论与方法的关注点一直是 DFIG 风电场、 同步机与串补系统之间的动态交互: 文献中的研究表明诱发电力系统次同步振荡的重要原因是串补输电系统; 文献中证明了串补度是次同步振荡稳定性重要的参数条件。 然而, 2015 年在新疆哈密地区发生的风电场接入引发的次同步振荡事故中, 相关区域并没有串补输电线路, 与 DFIG 串补输电系统特征不同, 所以针对后者的研究逐渐起步。 目前用于分析风电场接入引发系统次同步振荡的方法可以分为两类: 频域分析法(复转矩系数法、 阻抗法)和模式分析法。

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2.#160;研究风力电场接入引起电力振荡的国内外研究现状的介绍以及应用

现状

国外风电场接入引发实际电力系统次同步振荡典型事故

2009 年 10 月 22 日, 美国德州南部 AEP-Texas电网区域出现频率在 20Hz 左右的次同步振荡事故。 该次同步振荡事故从开始到被抑制共持续了 1.5 s, 根据时间节点分为以下 3 个阶段[6]: 1)Nelson Sharpe-Rio Hondo 传输线路发生故障, 0．05s 后故障被线路断路器清除, 发生次同步振荡; 2)振荡持续的 1.5 s 内, 系统电压持续上升至额定值的 2 倍, 造成风机和系统部分原件损坏; 3)通过旁路串联补偿电容器, 次同步振荡被制。