1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

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。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

采用风电场聚合模型和详细模型对分析的影响: 目前针对风电场接入引发系统次同步振荡的研究一般将风电场中上百台风机用聚合模型进行表示并进行分析。 随着风电场规模的逐渐扩大, 不仅风机分布程度更加分散, 而且根据不同地点的实际情况可能选取不同种类的风机, 采取聚合模型将这些因素忽略将会造成理论分析与实际工程应用的脱节。 同时风电场内部的风机之间的次同步控制交互是否会随着风机数量增加而显现需要进行理论上的探索和仿真验证。风电场无串补输电系统发生次同步振荡深入机理研究: 虽然文献[22]中对我国新疆哈密地区次同步振荡事故给出了机理解释, 但由于方法本身的限制, 具体是系统中哪个动态元件与风电场之间的动态交互作用引发了次同步振荡仍然不明确。 因而,揭示这类系统中发生次同步振荡的机理还需要进行更为深入的研究。

多种新形态次同步振荡共存及其抑制: 随着新技术、 新设备的不断发展和应用, 系统中的动态元件数目不断增多, 电力系统已经成为了复杂的非线性系统。 系统中的各个元件之间的动态交互引入了多种新形态次同步振荡(如 ssci), 系统中有可能有多种形态的次同步振荡共存的现象(如哈密电网事故, ssci 导致轴系扭振保护动作)。 如何对多种形态次同步振荡进行抑制从而保证系统安全可靠运行需要更多的预防性解决方案。

本文首先介绍了实际系统中风电场接入引发电力系统次同步振荡的几起典型事故, 从系统的结构、 事故过程、 次同步振荡的成因以及造成的后果等方面对事故进行了详细论述; 其次, 本文比较分析了目前用于研究风电场接入引发系统次同步振荡问题的常用方法: 频域分析法和模式分析法; 然后, 根据研究对象以及分析方法对研究现状和成果进行了分类综述; 并对风电场接入引发系统次同步振荡问题的机理揭示方面的研究进行了阐释; 最后, 讨论了两种分析方法和亟待解决的问题。