1. EN /
        經典案例
        Classic Case
        公司在國內擁有衆多成功用戶,涉及電力、高端裝備、新能源車及教育等領域,並且與他們建立了長期的、友好的合作關係。
        風機串聯電容器補償引起次同步振盪仿真場景介紹
        應用背景

        隨着電力電子技術發展和可再生能源綜合利用技術不斷發展,相應政策支持和推動風力發電產業的高速發展。串聯補償電容技術可減少線路損耗,提高線路傳輸容量,並增強系統穩定性,是一種實現遠距離輸電成熟而經濟的技術,也是目前實現大規模風電場功率外送的主要措施。


        然而機遇與挑戰往往是並存的,風電機組經固定串補連接到電網時也面臨着發生次同步振盪的威脅。2009年10月美國德州一處風場發生了串補電容引起的次同步振盪事故;2012年底我國華北地區某處風場也發生了多起串補引發的次同步振盪事故。由此,關於風力發電系統次同步振盪的問題也越來越受到國內外相關科研人員的重視,但由於對其產生機理、分析方法和抑制措施等方面的研究仍處於起步階段,還需要做大量的仿真實驗來提供有力驗證和理論基礎。

        解決方案

        先進的數字模型仿真技術逐漸成爲電力電子及電力系統相關領域的重要研究手段。數字仿真機的使用可以有效的縮短開發週期、降低測試成本,並且模擬實際情況下難以實現的測試環境。爲了有效的規避風機串聯電容器補償引起次同步振盪,上海蒙特卡罗国际提出一套針對風機串補次同步振盪研究的微電網半實物仿真平臺。在RT-LAB的環境中搭建雙饋風力發電機經串補線路接入無窮大系統的模型,結合PC多核分佈式並行運算技術和FPGA高速數字信號處理技術,減少了計算耗時,提高了仿真精度。該模型基於應用層開發工具箱RT-EVENTS、RTE-Drive和模型實時解算器ARTEMIS,採用SSN解算方案解決了系統實時仿真所遇到的密集系統仿真解耦問題,可應用於智能變電站、微電網等節點密集性的仿真系統,並可廣泛應用於分析集羣風電場或大電網中次同步振盪產生的原因及驗證風電場經串聯電容器補償引起次同步振盪問題。

        應用場景及仿真分析

        項目要求:在單機無窮大系統-風電場經串聯補償引發次同步振盪仿真模型

        blob.png

        模型中仿真時間爲10s,仿真步長爲50μs,風速爲11m/s,無功初始值設置爲0pu,單機無窮大系統中未接入串聯電容器補償時,系統仿真結果如下圖2、3所示:


        blob.png

        圖2 風機定子和轉子三相電壓仿真結果

        blob.png

        圖3 風機角速度、有功、無功、直流電壓仿真結果

        從仿真波形中可以看出,模型中沒有串聯電容器補償時,系統在3s之後就已經進入穩定運行狀態,採集到的定子側和轉子側的電壓、風機的有功、無功、角速度、直流電壓值均達到預期效果;


        在單機無窮大系統投入電容器補償的仿真模型中,設置4s後接入串聯電容爲補償,6s串聯補償切除,補償容量爲6e-4F,並對仿真結果進行對比分析。

        單機無窮大系統中接入串聯電容器補償時,系統仿真結果如下圖4、5所示:


        blob.png

        圖4 串聯電容器補償後風機定子、轉子三相電壓仿真結果

        blob.png

        圖5 串聯電容器補償後風機角速度、有功、無功、直流電壓仿真結果

        從仿真結果中可以看出,當系統在4-6S採用串聯電容器進行無功補償時,系統中定子側的電壓幅值、轉子側的電壓幅值沒有發生變化,但是存在諧波現象;風機側輸出的有功、無功、角速度、直流電壓值發生了變化,主要表現爲幅值增加,頻率由原來的50Hz變爲40Hz左右;產生這種現象的主要原因爲,風電經固定串補線路送出時,風力發電機組由於轉子側變流器與固定串補之間相互作用,而引起了系統次同步振盪。


        經過多次仿真實驗,發現在相同的條件下,串聯補償容量越高,造成次同步振盪的可能性越大。


        在線溝通
        +86-21-54234720-836