双馈与直驱风电机组的小干扰稳定性对比分析(2)

　　为分析风力发电机组对电力系统特征值的影响，本文构建了如图1所示测试系统.它由两部分组成，一部分是大型强耦合系统，用无穷大母线表示，另一部分由两台同步发电机组成.为了考虑不同类型风电机组的影响，节点3的同步发电机分别由双馈机组以及直驱机组代替.阻抗以2500MVA为基值的标幺值表示，负荷采用恒功率模型.发电机发出功率均为2500MW，节点电压为1.025p.u..母线2与母线1的联络线阻抗为0.1+j1.0.母线2与母线3，4的联络线阻抗均为0.01+j0.1.频率为50Hz，电压等级为220kV.

　　通过计算，共轭复数特征值与发电机转子运动方程对应，称为低频振荡模式，实部反映了低频振荡的衰减特性，虚部反映了低频振荡的频率，复特征值σ±jω所对应振荡模式的阻尼比和频率分别为-σ/σ2+ω2与ω/2π.小扰动随时可能发生，且当系统阻尼比较弱时，都有可能造成系统动态失稳，通常要求系统正常运行下区域振荡模式的阻尼比不小于0.04.

　　4.3分析与讨论

　　1）风电机组在系统中容量的提高，对系统原有的区间或局部振荡模式改变不大，振荡特性有所变化.

　　2）双馈机组由于发电机内部转子电阻较小，阻尼转矩抑制振荡能力有限，会导致增加一个风机所在区域的局部振荡模式，其穿透功率的增加会减弱此局部振荡模式的阻尼.

　　3）直驱机组的发电机由于通过电力电子变流器与电力系统完全解耦，换流器控制转速和电气功率，随着穿透功率的增加能提高区域内发生的与风电机组相关的局部振荡的阻尼.

　　4）双馈机组系统都增加了与风电场强相关的振荡模式，但这些振荡模式具有较好的阻尼特性.

　　5结语

　　本文分析了两种风电机组的数学模型，通过强耦合两区域系统的算例，得出风机并网后，增加了系统的强相关的振荡模式，且有很好的阻尼特性，而对系统阻尼特性的改变不明显.当风电机组在系统中的容量提高时，对系统原有的同步机组区间或局部振荡模式改变不大，而振荡特性有所变化.双馈机组穿透功率的增加会减弱新增局部振荡模式的阻尼，直驱机组穿透功率增加能提高区域内发生的与风电机组相关的局部振荡的阻尼.

　　参考文献