非线性弹性耦合下双馈风电机组的暂态能量转移与振荡特性分析

作     者：张祥宇 黄泳漩 付媛 Zhang Xiangyu;Huang Yongxuan;Fu Yuan

作者机构：新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)保定071003 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2024年第39卷第13期

页      面：3956-3974页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(52277100) 河北省自然科学基金(E2023502038) 中央高校基本科研业务费专项资金(2023MS101)资助项目 

主　　题：风力发电 弹性耦合 功率振荡 虚拟同步 暂态能量 

摘      要：新能源与同步发电机组间高效暂态能量转移是新型电力系统抑制功率振荡的关键。该文首先分析同步发电机组和双馈风电机组间处于虚拟同步运行时的虚拟轴系耦合关系;其次,通过非线性功率耦合,引入立方刚度,建立非线性弹性耦合下含风电的两自由度系统动态模型;再次,基于哈密顿原理,分析引入立方刚度后风电并网系统的暂态能量转移过程,推导机组间能量完全转移的必要条件,并提出双馈风电机组的非线性弹性耦合控制策略,依据所得必要条件完成控制器参数优化设计;最后,搭建风电高比例仿真系统,验证了双馈风电机组在所提控制方法下能够高效转移暂态能量,显著提升其功率振荡抑制和频率支撑能力。