Page 67 - 电力与能源2022年第三期

姜 萌, 等: 含风电配电网小干扰稳定性的影响因素及改善方法 2 7
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干扰稳定性的影响时, DFIG 和 SVC 模型的选择 1.2 SVC 模型
尤为重 要, 下 面 分 别 介 绍 典 型 的 DFIG 模 型 和 SVC 是电力系统静止无功调节装置, 可以调
SVC 模型。 节系统节点电压等特定参数。 SVC 的稳态等值
1.1 DFIG 模型 电路可等效为可变电纳 [ 6 ] , SVC 模型等效总电抗

典型 DFIG 定子与电网连接, 转子通过脉冲 b SVC 计算公式如下:
·
宽度 调 制 电 压 源 逆 变 器 ( Pulse Width Modula- [ ( ]/ ( 7 )
-
b SVC = K r V ref-V ) b SVC T r
tion-Volta g eSourceInventer , 简称 PWM-SVC ) 对 ———参 考 电
式中 K r ———稳 定 器 时 间 常 数; V erf
系统供电。 DFIG 典型结构如图1所示。 ———时间常数。
压; V ———母线电压; T r
该 SVC 模 型 补 偿 的 无 功 功 率 Q 计 算 公 式
如下:
Q =- b SVC V 2 ( 8 )

2 仿真系统
采用IEEE-14 配电网系统作为测试系统, 该
图 1 DFIG 典型结构图 配网系统包括 14 条母线、 2 台同步发电机、 3 台同

1.1.1 动态特性 步补偿器、 4 台变压器和 11 处负载。 IEEE-14 配
DFIG 转子转速 ω m 机械转矩 T m 电磁转矩 电网系统拓扑结构如图 2 所示。
、
、
T e 计算公式如下:
·
(
)/
ω m = T m -T e 2Hm ( 1 )
( ) ( 2 )
T e =x m i q r i q s- i dr i q s
P ω
T m = ( 3 )
ω m
, ——— d q 轴定
式中 Hm ———等效惯性常数; i ds i q s
———输出机
, ——— d q 轴转子电流; P ω
子电流; i dri q r
械功率。
P ω 方程如下式:
ρ 3
P ω = C ρ λθ p Av ω ( 4 )
(, )
2
图 2 IEEE-14 配电网系统拓扑结构
式中 ρ ———空 气 密 度; C ρ ———风 能 利 用 系 数;
———桨距角; A ———叶片扫风面
λ ———叶尖速比; θ p 3 仿真分析
———风速。
积; v ω
变换器 电 压 控 制 参 数、 渗 透 率、 接 入 位 置、
1.1.2 变换器
FACTS 装置等均会影响配电网小干扰稳定性。
DFIG 系统的变换器为脉冲宽度调制电压源
3.1 终端电压控制参数对小干扰稳定性的影响
逆变器 ( Pulse Width Modulation , 简 称 PWM ),
为了研究变换器电压控制参数 K v 和功率控
变换器背靠背连接, 由于其为机电暂态过程, 方程
制时间常数 T 对所测系统小干扰稳定性的影响。
式如下:
采用控制变量法, 保持一个参数, 改变另一参数,
i q r = - [ x s+x m P ω ω m ω m - i q r] 1 ( 5 ) 研究电压控制参 数及时间常数对系统稳定性的
·
*
( )/
x m V T
· 影响。
( ) ( 6 )
i dr = K v V -V ref -V / x m - i dr
在IEEE14 节点配电网系统中节点 5 处接入
———变换器电压增益; T ———功率控制时
式中 K v
风机系统, 风电渗透率为 10% 。分别研究 DFIG
———励磁电抗; V ———
间常数; x s ———定子电抗; x m
风机系统在不同电压增益 K v 和功率控制时间常
* ( )———
变换器输出电压; V ref ———参考电压; P ω ω m
数 T 下系统的不稳定振荡模态。研究表明系统
功率 - 转速特性。