含转子侧控制器的双馈风机建模与次同步振荡机理分析

朱 林，钟丹婷，王 贝，2，武志刚，易 杨，苗 璐

（1. 华南理工大学电力学院，广东省广州市510640；2. 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司，江苏省南通市226000；3. 广东电网有限责任公司电力调度控制中心，广东省广州市510600）

0 引言

以风电为代表的新能源发展势头强劲，其多通过串联补偿电容或者柔性直流接入电网。在变流器与电网的相互作用下，有可能存在次同步振荡风险。目前，已有多起双馈风机经串联补偿电容并网引起的次同步振荡事故报告［1-2］。

双馈风机系统主要由风机的机械动力部分、双馈感应发电机、转子侧变流器（rotor-side converter，RSC）、网侧变流器（grid-side converter，GSC）和锁相环（phase-locked loop，PLL）等组成。已有研究探讨了双馈风机变流器控制、固定串联补偿电容等因素的影响与作用，并认为RSC 与次同步振荡密切相关［3-14］。文献［3］表明RSC 电流内环的快速直接特性是引起此类次同步振荡的主要因素。文献［4］指出次同步频率下的负阻尼特性是造成次同步振荡的重要因素，其中转子侧的控制参数对负阻尼特性的影响最大，但对于引起此类次同步振荡的机理分析、关键影响因素仍有待探讨。文献［7-9］基于阻抗分析法研究了转子侧控制对双馈风机并网系统次同步振荡的影响，但忽略了外环控制的作用。文献［10］仅探讨了RSC 内环电流比例系数的影响，并未涉及外环控制参数。文献［11］分析了RSC 外环参数的作用，并认为外环参数对次同步振荡的影响不可忽略，而文献［12-13］却持相反观点。文献［14］通过联立方程组推导并网点电压和电流之比，并得到完整的阻抗模型，但这种建模方法将双馈风机视为黑匣子，无法直观反映各个环节的作用。……