直驱风电场VSC-HVDC并网次/超同步振荡研究

"这篇论文主要探讨了直驱风电场通过VSC-HVDC（电压源换流器高压直流）并网时可能出现的次/超同步振荡问题，以及这种现象的建模、分析和控制策略。作者通过动态模型的建立、特征值分析法的应用和时域仿真的验证，揭示了直驱风电机组与VSC-HVDC系统间的相互作用，特别是它们如何影响次/超同步振荡模式的阻尼特性。研究发现，风电并网条件、直驱风电机组及VSC-HVDC控制器参数都会对振荡模式产生显著影响，甚至存在耦合效应，可能导致阻尼比的同向或反向变化。此外，该研究也指出控制器参数的调整可能会引起耦合模式的阻尼特性同时增强或减弱，这对风电场的稳定运行和VSC-HVDC系统的控制策略设计具有重要指导意义。" 这篇学术论文深入研究了大规模可再生能源基地，特别是直驱风电场通过高压直流输电系统（VSC-HVDC）并网外送时的动态特性。随着风能和太阳能等可再生能源的发展，VSC-HVDC因其高效、灵活的特性成为传输大规模可再生能源的主要手段。然而，这种并网方式可能会引发次同步和超同步振荡问题，对于系统的稳定性构成威胁。 文章首先构建了直驱风电机组与VSC-HVDC的详细动态模型，通过接口矩阵和动态方程的分析，建立了完整的并网模型。接下来，利用特征值分析方法，计算出各个振荡模式的参与因子，揭示了不同振荡模式间的阻尼耦合现象。通过PSCAD/EMTDC软件进行时域仿真，验证了模型的准确性和特征值分析的可靠性。 进一步的研究集中在风电并网的距离、阻抗，以及直驱风电机组和VSC-HVDC控制器参数如何影响次/超同步振荡的阻尼特性。作者发现，单个控制器参数可能影响多个振荡模式，而一个振荡模式也可能受到多个参数的影响。更为关键的是，这些控制器参数的调整可能导致耦合的振荡模式的阻尼比同向或反向变化，甚至同时出现这两种情况。这一发现对优化控制系统设计，提高风电场和VSC-HVDC系统的整体稳定性具有重要理论和实践价值。 这篇论文提供了关于直驱风电场与VSC-HVDC并网系统振荡特性的深入见解，为解决次/超同步振荡问题提供了理论基础，也为实际工程中的控制策略优化提供了参考。