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大规模风电场并网系统次同步振荡研究综述
汇报人：
2024-01-26
目录
contents
引言
大规模风电场并网系统概述
次同步振荡产生机理分析
次同步振荡影响因素研究
次同步振荡检测方法研究
次同步振荡抑制措施研究
总结与展望
01
引言
能源危机与环境污染
随着化石能源的日益枯竭和环境污染问题的日益严重，可再生能源的开发和利用已成为全球关注的焦点。风能作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的开发潜力。
大规模风电场并网带来的挑战
随着风电场规模的扩大和并网容量的增加，风电场与电网之间的相互作用和影响也越来越显著。其中，次同步振荡问题是大规模风电场并网面临的重要挑战之一，严重威胁着电力系统的安全稳定运行。
研究意义
深入开展大规模风电场并网系统次同步振荡研究，对于保障电力系统的安全稳定运行、推动风电产业的可持续发展具有重要意义。同时，相关研究成果还可为其他可再生能源并网系统的研究提供参考和借鉴。
目前，国内外学者在风电场并网系统次同步振荡方面开展了大量研究工作，主要集中在振荡机理、分析方法、抑制措施等方面。其中，基于阻抗模型的分析方法和基于状态空间模型的分析方法是目前研究的主流方法。
国内外研究现状
随着风电技术的不断进步和电力系统运行方式的不断变化，未来风电场并网系统次同步振荡研究将呈现以下发展趋势：一是更加关注多风电场并网系统的次同步振荡问题；二是深入研究风电场与柔性直流输电等新型并网方式的次同步振荡问题；三是探索基于大数据和人工智能等新技术的研究方法。
发展趋势
主要内容：本文首先对大规模风电场并网系统次同步振荡的研究背景和意义进行阐述，然后分析国内外研究现状及发展趋势，接着详细介绍次同步振荡的基本原理和分析方法，最后探讨次同步振荡的抑制措施和工程应用案例。
结构安排：本文共分为六个部分，第一部分为引言，介绍研究背景和意义、国内外研究现状及发展趋势以及本文主要内容和结构安排；第二部分为次同步振荡基本原理，阐述次同步振荡的产生机理和影响因素；第三部分为次同步振荡分析方法，介绍基于阻抗模型的分析方法和基于状态空间模型的分析方法；第四部分为次同步振荡抑制措施，探讨主动抑制和被动抑制两种抑制措施的原理和应用；第五部分为工程应用案例，介绍国内外典型的次同步振荡工程应用案例；第六部分为结论与展望，总结本文的主要研究成果并展望未来的研究方向。
02
大规模风电场并网系统概述
利用风能驱动风力发电机转动，通过变速器、发电机等装置将风能转化为电能。
风电场基本原理
风能资源丰富且分布广泛，属于可再生能源；风力发电具有间歇性、波动性和随机性。
风电场特点
包括风力发电机、变压器、开关设备、保护装置等。
风力发电机输出的电能经过变压器升压后，通过输电线路并入电网，实现风能的远距离输送和消纳。
并网系统运行方式
并网系统组成
次同步振荡现象
当风电场并网系统中存在某种扰动或故障时，可能引发系统振荡，振荡频率低于系统同步频率，称为次同步振荡。
次同步振荡危害
导致系统电压和电流波动，影响电能质量；造成风力发电机等设备的损坏，降低系统稳定性；严重时可能导致系统崩溃，引发大面积停电事故。
03
次同步振荡产生机理分析
风电机组控制策略
风电机组的控制策略，如最大功率点跟踪（MPPT）和变速恒频（VSCF）控制，可能导致次同步振荡的产生。当风电机组运行在MPPT模式时，其输出有功功率随风速变化而变化，可能引发系统功率振荡。
风电场集电系统
风电场集电系统的拓扑结构、电缆长度和参数配置等因素，可能对次同步振荡产生影响。长距离输电电缆的电容效应和电感效应，可能导致系统阻尼降低，从而引发次同步振荡。
VS
电网的拓扑结构、线路长度和参数配置等因素，可能对次同步振荡产生影响。弱联系电网或存在谐振点的电网更容易引发次同步振荡。
负荷特性
负荷的类型和特性可能对次同步振荡产生影响。例如，非线性负荷可能导致系统谐波增加，从而引发次同步振荡。
电网结构
风电机组通过变流器与电网相连，变流器的控制策略和参数设置可能对次同步振荡产生影响。例如，变流器的电流环控制策略可能导致系统阻尼降低，从而引发次同步振荡。
风电机组与电网的接口
风电机组和电网之间存在动态交互作用。当风电机组输出有功功率或无功功率发生变化时，会对电网电压和频率产生影响，反之亦然。这种动态交互作用可能导致系统稳定性降低，从而引发次同步振荡。
风电机组与电网的动态交互
04
次同步振荡影响因素研究
不同类型的风电机组（如永磁直驱、双馈异步等）对次同步振荡的敏感性和影响程度不同。
风电机组的参数设置，如控制器参数、滤波器参数等，会直接影响次同步振荡的发生和特性。
风电机组类型
参数设置
电网结构
电网的拓扑结构、线路长度、变压器配置等都会对次同步振荡的传播和稳定性产生影响。
运行方式
电网的运行方式，如并
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