PLL控制对永磁直驱风机并网次同步振荡稳定性的影响

"锁相环控制对永磁直驱风机并网次同步振荡稳定性的影响 —— 控制参数安全域" 本文深入探讨了锁相环（PLL）控制在永磁直驱风机（PMSG）并网运行中对次同步振荡（SSR）稳定性的影响，特别是在控制参数安全域的视角下。次同步振荡是电力系统中的一种重要动态现象，当大型电力电子设备如风力发电机组接入电网时，可能导致系统稳定性下降。PLL作为风电机组控制系统的关键组成部分，其性能直接影响着整个系统的动态行为。 研究首先构建了完整的系统动态互联模型，利用特征值分析方法来确定PLL控制参数的安全域。这个安全域是指在该区域内，PLL参数的选取不会导致系统的不稳定。分析表明，在参数安全域内的一些“峰值点”是由模式谐振引起的，这种谐振导致了PLL与电压源型换流器（VSC）之间的强烈动态相互作用。通过非线性仿真，研究进一步验证了这一理论分析的准确性。 接下来，文章深入分析了在PLL参数安全域内，模式谐振如何诱导PMSG发生次同步振荡失稳的机制。作者揭示了系统参数和VSC控制参数对风能并网次同步振荡特性的影响。具体来说，系统参数如短路比和风电机组注入电网的功率，以及VSC的电流内环和外环控制参数，都可能影响振荡的强度和稳定性。 PLL与VSC的外环和内环控制的交互是引起问题的主要原因。文献研究表明，PLL与直流电压控制和交流电压控制之间的负反馈交互可能导致PMSG系统的稳定性降低。当PLL的带宽与电压控制带宽相近时，这种交互作用最为显著。此外，随着短路比的减小或风机功率的增加，PLL提供的阻尼功率会减少，从而增加振荡的风险。 本文对 PLL 控制参数安全域进行了详细的研究，强调了参数选择对于防止次同步振荡的重要性，为优化风力发电系统的稳定性提供了理论依据。通过对参数安全域的细致分析，可以更好地理解并网风电机组的动态行为，为风电场设计和控制策略的制定提供有价值的指导。