基于移相变压器的双馈风机次同步振荡抑制

摘要

随着双馈风力发电机（Doubly-fed induction generators, DFIG）的大规模并网，其与弱电网交互引发的次同步振荡问题严重威胁电力系统稳定。针对此问题，提出一种基于移相变压器（Phase shifting transformer, PST）的次同步振荡抑制方法。从阻抗特性角度出发，理论分析了PST通过挡位调整，直接改变线路等效阻抗参数的一种“无源控制”的创新解决方案。在动态补偿风电机组等效阻抗的同时，破坏次同步振荡谐振条件。首先，建立阻抗模型并对控制参数进行灵敏度分析，揭示双馈风机换流器动态特性与电网阻抗在次同步频段的负阻尼交互机理；然后，根据PST的工作原理推导了其等效阻抗表达式，阐明其挡位–相位–阻抗协同调控特性，并验证了次同步频段下PST的阻抗特性，为该抑制方法提供理论依据；最后，在PSCAD平台搭建了基于移相变压器的双馈风机并网系统仿真模型。仿真结果显示，在串补度改变与风速波动工况下，方案对振荡均有较好抑制效果，从而验证了该抑制方法的适应性。

关键词

次同步振荡 / 移相变压器 / 双馈风机 / 抑制方法 / 稳定性分析