基于阻抗分析的风力发电-柔直系统稳定性分析

摘要

随着海上风电的快速发展，风电场通过柔性直流输电(VSC-VDC)系统实现远距离送电逐渐成为主流，但系统稳定性问题日益突出。为此，围绕风力发电与柔直输电系统在海洋环境下的运行稳定性开展深入研究。首先，构建风电场及其接入的模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的阻抗模型，分析其电气特性与阻抗结构，为系统稳定性分析提供基础支撑。其次，基于阻抗建模结果，引入奈奎斯特稳定性判据，评估风电-柔直互联系统的稳定性边界，并明确关键参数对系统动态性能的影响规律。然后，以乳山海上风电项目为工程案例，借助MATLAB/Simulink平台构建仿真模型，对系统在典型运行场景下的电压、电流、频率响应进行时域仿真分析，深入探讨系统的稳定运行特性。最后，通过对比理论计算与仿真结果，验证了阻抗分析法在稳定性评估方面的有效性，研究成果为海上风电并网系统的规划设计与安全运行提供了理论支持与技术依据。

关键词

风力发电 / 柔性直流输电 / 阻抗分析法 / 海上风电 / 柔直输电系统 / 稳定性分析