“沙戈荒”风电经高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)送至负荷中心消纳场景中,风机采用虚拟同步机控制(virtual synchronous generator control,VSG)可自行构建输出电压和频率,为LCC-...“沙戈荒”风电经高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)送至负荷中心消纳场景中,风机采用虚拟同步机控制(virtual synchronous generator control,VSG)可自行构建输出电压和频率,为LCC-HVDC提供换相电压。采用虚拟同步机控制的直驱风电场(virtual synchronous generator direct-drive wind farm,VSG-DDWF)接入LCC-HVDC送端换流站近区时,系统次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)特性及机理尚未有定论。首先,文章采用模块化小信号建模方法建立了VSG-DDWF接入LCC-HVDC送端近区系统状态空间模型;其次,基于特征值分析法分析了系统SSO特性;然后,通过阻尼路径法揭示VSG-DDWF与LCC-HVDC系统SSO交互作用机理,并分析了风机机侧动态对系统阻尼的影响;最后,分析了风机台数、短路比(Short Circuit Ratio,SCR)、控制器参数对系统阻尼的影响。结果显示,VSG-DDWF同步控制环节主导的SSO模态具有失稳风险,VSG-DDWF与LCC-HVDC间存在SSO交互作用,加剧了系统发生的SSO风险;风机机侧动态会引入负阻尼,并使振荡频率发生偏移;风机网侧外环控制器比例系数减小,短路比增大时,系统SSO模态阻尼减小;VSG-DDWF中风机台数增多,系统SSO模态阻尼先增加后减小。展开更多
文摘在向无源网络供电的电压源型高压直流输电技术(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)系统中,传统双闭环控制无法提供系统惯性和阻尼系数,而传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制虽然能实现一次调频,为系统提供频率支撑,但属于有差调节。为弥补上述两者的不足,提出一种优化频率同步控制策略(improved frequency synchronous controller,IFSC),该方法简化了传统VSG的功频控制器,无需检测有功类物理量即可实现无差调频,同时保留了VSG技术中的虚拟惯量和阻尼系数等两个重要参数,继承了虚拟同步机的优良特性。基于Matlab/Simulink平台分别针对正常工况及负荷功率突变工况进行数字仿真。结果表明,在启动过程中,IFSC对功率及频率具有阻尼作用,减小了功率及频率的超调量,快速达到稳定值;在负荷功率变化时,功率和频率动态过程中具有了惯性。同时,IFSC具有二次调频能力,实现了频率的无差调节。
文摘“沙戈荒”风电经高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)送至负荷中心消纳场景中,风机采用虚拟同步机控制(virtual synchronous generator control,VSG)可自行构建输出电压和频率,为LCC-HVDC提供换相电压。采用虚拟同步机控制的直驱风电场(virtual synchronous generator direct-drive wind farm,VSG-DDWF)接入LCC-HVDC送端换流站近区时,系统次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)特性及机理尚未有定论。首先,文章采用模块化小信号建模方法建立了VSG-DDWF接入LCC-HVDC送端近区系统状态空间模型;其次,基于特征值分析法分析了系统SSO特性;然后,通过阻尼路径法揭示VSG-DDWF与LCC-HVDC系统SSO交互作用机理,并分析了风机机侧动态对系统阻尼的影响;最后,分析了风机台数、短路比(Short Circuit Ratio,SCR)、控制器参数对系统阻尼的影响。结果显示,VSG-DDWF同步控制环节主导的SSO模态具有失稳风险,VSG-DDWF与LCC-HVDC间存在SSO交互作用,加剧了系统发生的SSO风险;风机机侧动态会引入负阻尼,并使振荡频率发生偏移;风机网侧外环控制器比例系数减小,短路比增大时,系统SSO模态阻尼减小;VSG-DDWF中风机台数增多,系统SSO模态阻尼先增加后减小。
