【摘要】：近年來新能源發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中多次發(fā)生了次同步振蕩問題,其中直驅(qū)風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)了新型的次同步振蕩問題,迫切需要開展這種次同步振蕩機理研究。該文基于同步參考坐標(biāo)系,推導(dǎo)了直驅(qū)風(fēng)機動態(tài)模型和輸入導(dǎo)納模型,分析了輸入導(dǎo)納實部及虛部(電導(dǎo)及電納)的頻率特性,提出了直驅(qū)風(fēng)機網(wǎng)側(cè)輸入導(dǎo)納在次同步頻率范圍的負(fù)電導(dǎo)特性是次同步振蕩的重要表現(xiàn)形式,進(jìn)一步分析了前置濾波、電流內(nèi)環(huán)、直流電壓外環(huán)及鎖相環(huán)控制參數(shù)和接入系統(tǒng)強度對負(fù)電導(dǎo)特性影響;最后,采用傳遞函數(shù)的極點分析和時域仿真驗證了所提出機理的正確性。
【圖文】：

側(cè)線性模型，其輸入導(dǎo)納為spciEiiPLLPLLY(s)=G(s)G(s)+Y(s)G(s)+G(s)(26)式中：ivcidcE0cidcPLL0E0iv0PLLPLL0()()()()()2()()()()3()02()()(()())()3dddqqddqqqYsysHsgsgsQYsgsgsGsEYsPYsysHsEGsGsE==+==+考慮機端零無功控制(QE0=0)，可得Yqd(s)=0，因此Y(s)為對角陣。2.1輸入導(dǎo)納區(qū)間特性分析考慮換流電感Lg=0.33pu、PE0=0.1pu和kh=3(基值SB=3.3MVA，VB=0.69kV)，直驅(qū)風(fēng)電并網(wǎng)側(cè)輸入導(dǎo)納 頻率曲線如圖6所示。圖中Ydd(s)實部在[18.4,43.3]Hz區(qū)間內(nèi)為小值負(fù)值，呈現(xiàn)負(fù)電導(dǎo)特性，而虛部在[23.1,125.2]Hz區(qū)間內(nèi)為正，呈現(xiàn)電容特性，在該區(qū)間之外輸入導(dǎo)f/HzYq(s/)pu0.100.00.10.24080120160200Yd(s)/up0.10.00.10.2實部虛部實部虛部圖6直驅(qū)風(fēng)電并網(wǎng)側(cè)輸入導(dǎo)納實部與虛部 頻率曲線Fig.6Curveofrealandimaginaryofdirect-driveWPGSinput-admittancetofrequency納的虛部為負(fù)，呈現(xiàn)電感特性。類似Yqq(s)實部在[0,52.4]Hz區(qū)間內(nèi)為小值負(fù)值，虛部在[0,148.8]Hz區(qū)間內(nèi)為正，呈現(xiàn)電容特性。因此直驅(qū)風(fēng)機在次同步頻率范圍存在負(fù)阻尼區(qū)間，若綜合系統(tǒng)總阻尼仍為負(fù)值，就會發(fā)生次同步振蕩問題，這與文獻(xiàn)[6]分析結(jié)果一致。2.2前置濾波環(huán)節(jié)帶寬影響如圖7所示，前置交流電壓濾波環(huán)節(jié)的帶寬直接影響直驅(qū)風(fēng)電并網(wǎng)側(cè)輸入導(dǎo)納的實部特性。f/HzYq(s)部實p/u00.00.10.24080120160200Yd(s)部實p/u0.10.10.3Kh=2Kh=3Kh=5Kh=2Kh=3Kh=5圖7前置濾波帶寬對輸入導(dǎo)納影響Fig.7Impactofprepositivef

.100.00.10.24080120160200Yd(s)/up0.10.00.10.2實部虛部實部虛部圖6直驅(qū)風(fēng)電并網(wǎng)側(cè)輸入導(dǎo)納實部與虛部 頻率曲線Fig.6Curveofrealandimaginaryofdirect-driveWPGSinput-admittancetofrequency納的虛部為負(fù)，呈現(xiàn)電感特性。類似Yqq(s)實部在[0,52.4]Hz區(qū)間內(nèi)為小值負(fù)值，虛部在[0,148.8]Hz區(qū)間內(nèi)為正，呈現(xiàn)電容特性。因此直驅(qū)風(fēng)機在次同步頻率范圍存在負(fù)阻尼區(qū)間，若綜合系統(tǒng)總阻尼仍為負(fù)值，就會發(fā)生次同步振蕩問題，這與文獻(xiàn)[6]分析結(jié)果一致。2.2前置濾波環(huán)節(jié)帶寬影響如圖7所示，前置交流電壓濾波環(huán)節(jié)的帶寬直接影響直驅(qū)風(fēng)電并網(wǎng)側(cè)輸入導(dǎo)納的實部特性。f/HzYq(s)部實p/u00.00.10.24080120160200Yd(s)部實p/u0.10.10.3Kh=2Kh=3Kh=5Kh=2Kh=3Kh=5圖7前置濾波帶寬對輸入導(dǎo)納影響Fig.7Impactofprepositivefilterbandwidthonrealofinput-admittance圖中前置濾波環(huán)節(jié)中kh分別取值2、3和5，Ydd(s)實部分別在[16.3,40.2]、[17.8,42.9]和[20.3,48.1]Hz區(qū)間為小值負(fù)值，Yqq(s)實部也分別在[0,46.0]、[0,52.3]和[0,63.5]Hz區(qū)間呈現(xiàn)小值負(fù)值�？梢婋S著kh增大，負(fù)電導(dǎo)區(qū)間變寬，朝著頻率增加方向移動，但負(fù)值的絕對值逐漸減校因此，前置濾波環(huán)節(jié)帶寬不能過小，，但也不能太大，否則不能達(dá)到濾除高頻諧波的目的。2.3電流內(nèi)環(huán)控制參數(shù)影響如圖8所示，VSC電流內(nèi)環(huán)PI控制參數(shù)取值也直接影響直驅(qū)風(fēng)電并網(wǎng)側(cè)輸入導(dǎo)納實部變化趨勢與大校圖中Kpi分別取值0.5、1和2pu條件下，Ydd(s)

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9 劉

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