黨存祿 李旭鵬 孫海斌 武文成

(1.蘭州理工大學(xué)電氣工程與信息工程學(xué)院 蘭州 730050；2.蘭州理工大學(xué)甘肅省工業(yè)過程先進(jìn)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州 730050；3.蘭州理工大學(xué)電氣與控制工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 蘭州 730050)

1 引言

我國(guó)能源賦存與消耗遠(yuǎn)距離呈逆向分布的格局，使得大容量長(zhǎng)距離輸電成為必然趨勢(shì)[1]。為提高電力輸送能力和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，電力系統(tǒng)中加入了大量基于電力電子技術(shù)的新型靈活電力控制調(diào)節(jié)裝置，其中包括串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備，使得由其引發(fā)的次同步振蕩(Sub-synchronous oscillation，SSO)成為電氣界亟需解決的新問題[2-3]。

2009 年，美國(guó)ERCOT 地區(qū)發(fā)生了一起雙饋風(fēng)電機(jī)組計(jì)劃外停機(jī)事故，因故障切除了部分線路，使得輸電線路串補(bǔ)度由50%提高至75%，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)次同步振蕩，引出了雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器控制與串補(bǔ)線路電容之間的次同步控制相互作用(Sub-synchronous control interaction，SSCI)問題[4-5]。2012 年，我國(guó)華北某風(fēng)電場(chǎng)群也發(fā)生了多臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組計(jì)劃外停電事故，該風(fēng)電場(chǎng)送出的500 kV 線路裝設(shè)有無功補(bǔ)償裝置，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相量測(cè)量單元及故障錄波數(shù)據(jù)分析得到振蕩頻率為6～8 Hz，表明機(jī)組網(wǎng)側(cè)電流中含有次同步頻率分量。經(jīng)過分析討論，國(guó)際上大多數(shù)認(rèn)為SSCI 是導(dǎo)致雙饋風(fēng)電機(jī)組發(fā)生次同步振蕩的主要原因[6-8]。

研究表明，在相同的運(yùn)行工況下，風(fēng)速越低，線路串補(bǔ)度越高，系統(tǒng)發(fā)生次同步振蕩的風(fēng)險(xiǎn)越大，穩(wěn)定區(qū)域的面積越小。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器電流內(nèi)環(huán)增益變大，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生次同步振蕩時(shí)加劇了其負(fù)阻尼程度，穩(wěn)定區(qū)域的面積也會(huì)減小[9-13]。

文獻(xiàn)[14]提出了經(jīng)固定串補(bǔ)線路后，判定SSCI存在的條件并利用時(shí)域仿真法驗(yàn)證了風(fēng)速、輸電線路串補(bǔ)度以及轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制參數(shù)對(duì)SSCI 的影響。文獻(xiàn)[15]基于頻域阻抗模型的阻抗分析法，提出了適用于系統(tǒng)次同步振蕩穩(wěn)定性分析的閉環(huán)極點(diǎn)穩(wěn)定性判據(jù)，并基于閉環(huán)極點(diǎn)相對(duì)靈敏度分析法判斷轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制參數(shù)對(duì)于次同步振蕩的影響程度。文獻(xiàn)[16]將雙饋風(fēng)機(jī)系統(tǒng)分為受控異步機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)側(cè)換流器系統(tǒng)，分析了兩個(gè)主要環(huán)節(jié)對(duì)次同步頻率分量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。文獻(xiàn)[17]通過在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器中引入附加控制，產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)速反相的附加轉(zhuǎn)矩，為風(fēng)電機(jī)組提供正阻尼。文獻(xiàn)[18]提出了附加阻尼控制方法，附加控制信號(hào)跟蹤次同步電流的變化，修正相應(yīng)的輸出電壓，使得變流器在次同步振蕩時(shí)表現(xiàn)為正阻尼，抑制諧振的發(fā)生。但是，在抑制次同步振蕩的同時(shí)，也要保證當(dāng)控制器參數(shù)發(fā)生變化時(shí)控制器的原有性能不受到影響。例如，減小轉(zhuǎn)子側(cè)變流器內(nèi)環(huán)增益能夠抑制風(fēng)電機(jī)組中發(fā)生的次同步振蕩，但是內(nèi)環(huán)增益的減小會(huì)影響控制器的電流跟蹤效果。

本文首先分析了SSCI 的發(fā)生機(jī)理和次同步頻率分量在系統(tǒng)中的響應(yīng)過程，在PSCAD/EMTDC 平臺(tái)上搭建了研究次同步振蕩的雙饋風(fēng)電機(jī)組經(jīng)串補(bǔ)線路輸送功率的模型。然后通過在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器中加入濾波器以濾除轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制系統(tǒng)中的次同步頻率分量，使雙饋風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速較低、串補(bǔ)度較高的情況下也能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。轉(zhuǎn)子側(cè)內(nèi)環(huán)增益與其電流跟蹤效果密切相關(guān)，內(nèi)環(huán)增益越大，轉(zhuǎn)子側(cè)電流跟蹤效果越好。在保證轉(zhuǎn)子側(cè)變流器電流跟蹤性能的情況下，濾波器能夠有效地抑制SSCI。最后通過時(shí)域仿真法驗(yàn)證了該濾波器的有效性。

2 雙饋風(fēng)電機(jī)組的研究系統(tǒng)建模

基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Doubly-fed induction generator，DFIG)的雙饋風(fēng)電機(jī)組接固定串補(bǔ)線路的拓?fù)淙鐖D1 所示。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)由風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)組成。發(fā)電機(jī)定子繞組直接與電網(wǎng)連接，轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)與轉(zhuǎn)子側(cè)換流器連接。雙饋風(fēng)電機(jī)組通過對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(Rotor-side converter，RSC)和定子側(cè)變流器(Grid-side converter，GSC)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)其輸出電氣量的控制。DFIG 運(yùn)用換流器進(jìn)行交流勵(lì)磁，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的變速恒頻控制。發(fā)電機(jī)的總輸出功率分為兩部分，一部分為與電網(wǎng)直接電氣連接的定子的輸入功率，另一部分為轉(zhuǎn)子經(jīng)過換流器的輸入功率。

圖1 雙饋風(fēng)電機(jī)組接串補(bǔ)系統(tǒng)拓?fù)?/p>

2.1 DFIG 的數(shù)學(xué)模型

將雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相靜止坐標(biāo)系A(chǔ)-B-C模型經(jīng)過Park 變換轉(zhuǎn)換至兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下，得到其電壓方程為[19]

式中，u ds和uqs分別為定子電壓d軸和q軸的分量；udr和uqr分別為轉(zhuǎn)子電壓d軸和q軸的分量；ids和iqs分別為定子電流d軸和q軸的分量；idr和iqr分別為轉(zhuǎn)子電流d軸和q軸的分量；ψds和ψqs分別為定子磁鏈d軸和q軸的分量；ψdr和ψqr分別為轉(zhuǎn)子磁鏈d軸和q軸的分量；ω x為定子電氣角速度；ωr為轉(zhuǎn)子電氣角速度。

d-q坐標(biāo)系下磁鏈方程為

式中，Lm為定子和轉(zhuǎn)子等效互感，同時(shí)也是勵(lì)磁電感；Ls為定子等效電感；L r為轉(zhuǎn)子等效電感。

式中，Lsσ為定子側(cè)漏感；Lrσ為轉(zhuǎn)子側(cè)漏感。

d-q坐標(biāo)系下功率方程為

式中，Ps為定子側(cè)輸出有功功率；Pr為轉(zhuǎn)子側(cè)輸出有功功率；Qs為定子側(cè)輸出無功功率；Qr為轉(zhuǎn)子側(cè)輸出無功功率。

2.2 RSC 數(shù)學(xué)模型

轉(zhuǎn)子側(cè)變流器通過定子磁鏈定向矢量控制來調(diào)節(jié)雙饋風(fēng)電機(jī)組定子輸出的有功功率和無功功率。通過控制轉(zhuǎn)子電流的d軸分量控制無功功率的輸出，通過控制轉(zhuǎn)子電流的q軸分量控制有功功率的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率和無功功率的解耦控制。

設(shè)ira、irb、irc分別為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)流入RSC的相電流；u dc為直流側(cè)電壓；idc,r為RSC 輸出電流；uaN、ubN、ucN分別為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器a、b和c端與N點(diǎn)之間的電壓差。忽略換相過程，則轉(zhuǎn)子側(cè)變流器數(shù)學(xué)模型為

式中，sk為單極性二值邏輯開關(guān)函數(shù)。當(dāng)上橋臂功率器件導(dǎo)通時(shí)，s k=1；當(dāng)下橋臂功率器件導(dǎo)通時(shí)，s k=0。式中，k=a,b,c。

2.3 GSC 數(shù)學(xué)模型

網(wǎng)側(cè)變流器通過電網(wǎng)電壓定向矢量控制來穩(wěn)定變流器直流側(cè)電壓和控制輸入功率因數(shù)。GSC 直接與電網(wǎng)連接，以直流環(huán)節(jié)為紐帶，在轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)功率交換。GSC 在允許范圍內(nèi)也會(huì)給電網(wǎng)輸送無功功率。

在三相三線制系統(tǒng)中，采用Park 變換折算到電網(wǎng)電壓旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，即

式中，ωg為電網(wǎng)電壓矢量旋轉(zhuǎn)電氣角速度；i gd、i gq分別為GSC 輸出電流在d軸和q軸上的分量；u gd、ugq分別為電網(wǎng)電壓在d軸和q軸上的分量；ucd、ucq分別為GSC 端電壓在d軸和q軸上的分量。

式中，sd、sq分別為Park 變換下的d軸和q軸上的開關(guān)函數(shù)。

GSC 輸出電流idc,g的關(guān)系式為

2.4 直流側(cè)環(huán)節(jié)模型

根據(jù)儲(chǔ)能電容的性質(zhì)，直流側(cè)環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型為

直流側(cè)電壓的穩(wěn)定取決于變流器與電網(wǎng)側(cè)的有功功率是否平衡。通常將變流器與電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)通過GSC 的脈寬調(diào)制調(diào)為1，使得定子與電網(wǎng)完成無功功率交換，轉(zhuǎn)子經(jīng)換流器與電網(wǎng)只進(jìn)行有功功率交換，以保證直流側(cè)環(huán)節(jié)電壓的恒定。

3 雙饋風(fēng)電機(jī)組SSCI 的機(jī)理分析

傳統(tǒng)次同步振蕩會(huì)引發(fā)汽輪機(jī)軸系扭振，危害到軸系的正常運(yùn)行，導(dǎo)致大軸損壞。在雙饋風(fēng)電機(jī)組中發(fā)生的次同步振蕩與輸電線路的結(jié)構(gòu)、風(fēng)速以及轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器控制參數(shù)有關(guān)，與機(jī)械軸系扭振無關(guān)[20]。雙饋風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生次同步振蕩的根本原因是輸電線路中投入了串聯(lián)補(bǔ)償裝置，由于與發(fā)電機(jī)軸系無關(guān)，電壓和電流的振蕩發(fā)散速度要比傳統(tǒng)軸系的快。

SSCI 引發(fā)的次同步振蕩導(dǎo)致雙饋風(fēng)電機(jī)組輸出電流、電壓和功率波形畸變，危害到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。次同步振蕩主要受線路串補(bǔ)度、風(fēng)速和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制參數(shù)的影響。

雙饋風(fēng)電機(jī)組的自然諧振頻率為

式中，XC為系統(tǒng)容抗；XL為系統(tǒng)感抗；XDFIG為雙饋風(fēng)電機(jī)組的等效電抗。

線路的串補(bǔ)度定義為

系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，轉(zhuǎn)子以角頻率ωr正常運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)產(chǎn)生次同步頻率分量時(shí)，由于雙饋風(fēng)電機(jī)組的定子繞組與系統(tǒng)直接相連，次同步頻率分量會(huì)流經(jīng)定子繞組。當(dāng)雙饋風(fēng)電機(jī)組中存在次同步頻率分量時(shí)，此時(shí)轉(zhuǎn)子頻率ωer＜ωr，使得與其對(duì)應(yīng)的相對(duì)轉(zhuǎn)差為負(fù)，轉(zhuǎn)子通過磁鏈耦合折算到定子側(cè)時(shí)等效電阻為負(fù)，削減了風(fēng)電機(jī)組固有的阻尼，加快了系統(tǒng)次同步振蕩。由此可得，次同步振蕩與線路參數(shù)密切相關(guān)。

在次同步頻率下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低，滑差的絕對(duì)值就越小，轉(zhuǎn)子折算到定子側(cè)的等效負(fù)電阻的絕對(duì)值就越大，降低了雙饋風(fēng)電機(jī)組的系統(tǒng)阻尼。因此，風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速越低，系統(tǒng)阻尼會(huì)被削弱，加劇了系統(tǒng)的次同步控制相互作用。

次同步頻率分量在控制系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程如圖2 所示。

圖2 次同步頻率分量動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程

當(dāng)定子電流中存在次同步頻率分量時(shí)，如果轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組輸出的基波功率，則功率的變化量中只包括次同步頻率分量，該變化量作為RSC 的dq軸輸入量，通過比例積分環(huán)節(jié)進(jìn)入功率外環(huán)，形成轉(zhuǎn)子電流的參考值；另一方面，定子側(cè)的三相次同步頻率分量會(huì)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割轉(zhuǎn)子繞組的同時(shí)會(huì)在該繞組上感應(yīng)出三相次同步電流，經(jīng)過Park 變換轉(zhuǎn)換到dq軸坐標(biāo)系下。RSC 中轉(zhuǎn)子的參考電流和dq坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子側(cè)電流經(jīng)過RSC 電流內(nèi)環(huán)控制作用會(huì)引起dq坐標(biāo)下的RSC 輸出電壓的變化。最后通過Park逆變換，三相靜止坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電壓uabc,r中出現(xiàn)了相應(yīng)的次同步頻率分量。

定子電流中存在的次同步頻率分量，在雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器(主要為RSC)的控制作用下，轉(zhuǎn)子中也產(chǎn)生了相應(yīng)次同步頻率的擾動(dòng)分量。由此可得，雙饋風(fēng)電系統(tǒng)中發(fā)生的次同步振蕩與RSC 的控制參數(shù)密切相關(guān)。根據(jù)以往研究，RSC 的內(nèi)環(huán)增益對(duì)SSCI 的影響最大，故本文主要研究控制器中該參數(shù)對(duì)次同步控制相互作用的影響。

綜上所述，次同步頻率下轉(zhuǎn)子的負(fù)等效電阻和定轉(zhuǎn)子次同步頻率分量的疊加，加劇了雙饋風(fēng)電機(jī)組負(fù)阻尼的程度，最終使風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率和無功功率振蕩發(fā)散。

4 濾波器設(shè)計(jì)方法及仿真驗(yàn)證

通過分析雙饋風(fēng)電機(jī)組中次同步頻率分量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程，發(fā)現(xiàn)從次同步頻率分量的幅頻特性入手能有效地抑制SSCI，即在系統(tǒng)出現(xiàn)次同步振蕩時(shí)，若能采取一定的控制策略，濾除轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制系統(tǒng)中的次同步頻率分量，則能有效改善雙饋風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)的性能。

4.1 濾波器設(shè)計(jì)方法

系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子側(cè)d軸、q軸輸出穩(wěn)定的直流電流，隨著系統(tǒng)次同步振蕩的出現(xiàn)，次同步頻率分量隨即出現(xiàn)在直流分量中，影響系統(tǒng)性能。優(yōu)化后的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制框圖如圖3 所示。其中虛線框表示的是濾波器，其傳遞函數(shù)如式(13)所示，n為階數(shù)，T為時(shí)間常數(shù)。對(duì)應(yīng)的幅頻特性和相頻特性如式(14)、(15)所示。在進(jìn)入低通濾波器之前，轉(zhuǎn)子側(cè)d軸、q軸電流首先進(jìn)行偏差計(jì)算，其后進(jìn)入低通濾波器，以此來濾除RSC 電流中可能存在的次同步頻率分量。

圖3 優(yōu)化的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制框圖

一般來說，時(shí)間常數(shù)T和階數(shù)n的選取直接決定了濾波器的濾波效果，同時(shí)也影響控制器的性能。假設(shè)濾波器對(duì)特定頻率的衰減程度不小于D，對(duì)正常工作頻率的相位影響不大于M。則在一定范圍內(nèi)，D越大，對(duì)ωer鄰近頻率的抑制效果越好；M越小，對(duì)控制器控制性能的影響越小。因此，為滿足系統(tǒng)要求，需要對(duì)濾波器的相頻特性和幅頻特性進(jìn)行約束，如式(16)所示

式中，ωc為控制器的帶寬，[0,ωc]為控制器的工作頻帶。若取D≥15 dB，M≤3 5°，n ＜4，則隨著濾波器階數(shù)的確定，將相關(guān)參數(shù)代入式(17)中，則可得到濾波器的時(shí)間常數(shù)

4.2 仿真驗(yàn)證

下面采用時(shí)域仿真法研究這三個(gè)參數(shù)對(duì)SSCI的影響，在系統(tǒng)發(fā)生次同步控制相互作用時(shí)，對(duì)比未投入和投入濾波器時(shí)雙饋風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率，證實(shí)該抑制方法的有效性。

4.2.1 不同串補(bǔ)度

如圖4 所示，當(dāng)風(fēng)速為11 m/s 保持恒定時(shí)，改變輸電線路的串補(bǔ)度，在3 s 時(shí)投入串補(bǔ)電容，分析串補(bǔ)度對(duì)SSCI 的影響。由圖4 可以得到，串補(bǔ)度越高，系統(tǒng)越容易發(fā)生SSCI。圖5 對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率波形進(jìn)行FFT 分析，證實(shí)當(dāng)串補(bǔ)度較高時(shí)，系統(tǒng)中存在次同步頻率分量。

圖4 不同串補(bǔ)度下風(fēng)機(jī)輸出功率對(duì)比

圖5 不同串補(bǔ)度風(fēng)機(jī)輸出功率FFT 分析對(duì)比

在輸電線路的串補(bǔ)度為18%時(shí)，投入濾波器抑制雙饋風(fēng)電系統(tǒng)中發(fā)生的SSCI。如圖6 所示，未加入濾波器時(shí)，有功功率振蕩發(fā)散，振蕩模態(tài)下的次同步頻率為34.33 Hz，系統(tǒng)失去穩(wěn)定；加入濾波器后，系統(tǒng)輸出的有功功率逐漸收斂。由圖7 可知，加入濾波器后，系統(tǒng)中未發(fā)生SSCI。

圖6 抑制前后風(fēng)機(jī)輸出有功功率對(duì)比

圖7 抑制前后輸出有功功率FFT 分析對(duì)比

4.2.2 不同風(fēng)速

如圖8 所示，當(dāng)串補(bǔ)度為20%保持恒定時(shí)，改變風(fēng)力機(jī)的供給風(fēng)速，在3 s 時(shí)投入串補(bǔ)電容，分析風(fēng)速對(duì)SSCI 的影響。由圖8 可以得到，風(fēng)速越低，系統(tǒng)越容易發(fā)生SSCI。圖9 對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率波形進(jìn)行FFT 分析，證實(shí)當(dāng)風(fēng)速較低時(shí)，系統(tǒng)中存在次同步頻率分量。

圖8 不同風(fēng)速下，風(fēng)機(jī)輸出功率對(duì)比

圖9 不同風(fēng)速下，風(fēng)機(jī)輸出功率FFT 分析對(duì)比

當(dāng)風(fēng)力機(jī)提供的風(fēng)速為9 m/s 時(shí)，如圖10 所示，未加濾波器時(shí)雙饋風(fēng)電系統(tǒng)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的SSCI，對(duì)應(yīng)的次同步頻率為35.50 Hz；加入濾波器后，系統(tǒng)輸出的有功功率會(huì)迅速收斂。由圖11 可知，加入濾波器后，雙饋風(fēng)電系統(tǒng)中未發(fā)生SSCI。

圖10 抑制前后風(fēng)機(jī)輸出有功功率對(duì)比

圖11 抑制前后輸出有功功率FFT 分析對(duì)比

4.2.3 不同RSC 內(nèi)環(huán)增益

如圖12 所示，風(fēng)速為11 m/s、串補(bǔ)度為15%時(shí)，當(dāng)RSC 的內(nèi)環(huán)積分時(shí)間常數(shù)保持恒定時(shí)，改變RSC 的內(nèi)環(huán)增益，在3 s 時(shí)投入串補(bǔ)電容，分析內(nèi)環(huán)增益對(duì)SSCI 的影響。由圖12 可以得到，內(nèi)環(huán)增益越大，系統(tǒng)越容易發(fā)生SSCI。圖13 對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率波形進(jìn)行FFT 分析，證實(shí)當(dāng)內(nèi)環(huán)增益為2.0 時(shí)，系統(tǒng)中存在次同步頻率分量。

圖12 不同內(nèi)環(huán)增益下風(fēng)機(jī)輸出功率對(duì)比

圖13 不同內(nèi)環(huán)增益下，輸出功率FFT 分析對(duì)比

當(dāng)RSC 的內(nèi)環(huán)增益為2.0 時(shí)，如圖14 所示，未加濾波器時(shí)雙饋風(fēng)電系統(tǒng)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的SSCI，振蕩模態(tài)下的次同步頻率為35.17 Hz；加入濾波器后，系統(tǒng)輸出的有功功率會(huì)逐漸變?yōu)槭諗?。由圖15 可知，加入濾波器后，系統(tǒng)中未發(fā)生嚴(yán)重的SSCI。

圖14 抑制前后風(fēng)機(jī)輸出有功功率對(duì)比

圖15 抑制前后輸出有功功率FFT 分析對(duì)比

綜上可知，該濾波器在高串補(bǔ)度、低風(fēng)速以及RSC 內(nèi)環(huán)增益較高的工況下，都能夠抑制雙饋風(fēng)電系統(tǒng)中發(fā)生的SSCI，證實(shí)了該濾波器的有效性。

5 結(jié)論

(1) 通過在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器中加入濾波器來濾除次同步頻率分量，能夠在第一時(shí)間切斷SSCI 的作用途徑，有效地抑制了雙饋風(fēng)電系統(tǒng)中發(fā)生的SSCI，使畸變電流收斂，進(jìn)而控制雙饋風(fēng)電系統(tǒng)輸出的有功和無功功率。

(2) 從雙饋風(fēng)電機(jī)組自身的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器出發(fā)抑制系統(tǒng)中出現(xiàn)的SSCI，使雙饋風(fēng)電機(jī)組在低風(fēng)速、高串補(bǔ)度和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器內(nèi)環(huán)增益較高的工況下都能夠穩(wěn)定運(yùn)行，相比較額外加裝FACTS 裝置能夠節(jié)約投入成本。