Identification of Inside-wind-farm/Wind-farm-Grid Oscillation Modes for Wind Power Grid-connected System Combined Node Voltage and Branch Current

HU Chenfeng; GUO Chunyi; ZHANG Jiaqing; MENG Fanbin

doi:10.7500/AEPS20240816004

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Identification of Inside-wind-farm/Wind-farm-Grid Oscillation Modes for Wind Power Grid-connected System Combined Node Voltage and Branch Current

Basic Research | 更新时间：2025-07-14

- Identification of Inside-wind-farm/Wind-farm-Grid Oscillation Modes for Wind Power Grid-connected System Combined Node Voltage and Branch Current
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 14, Pages: 65-75(2025)
- 作者机构：
  
  新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52277093)
- DOI：10.7500/AEPS20240816004
  CLC：
- Received：16 August 2024，
  
  Revised：2024-11-13，
  
  Published Online：01 April 2025，
  
  Published：25 July 2025
- 稿件说明：
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胡宸凤,郭春义,张加卿等.综合节点电压-支路电流的风电并网系统场内/场网振荡模式辨识[J].电力系统自动化,2025,49(14):65-75.

HU Chenfeng,GUO Chunyi,ZHANG Jiaqing,et al.Identification of Inside-wind-farm/Wind-farm-Grid Oscillation Modes for Wind Power Grid-connected System Combined Node Voltage and Branch Current[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):65-75.
胡宸凤,郭春义,张加卿等.综合节点电压-支路电流的风电并网系统场内/场网振荡模式辨识[J].电力系统自动化,2025,49(14):65-75. DOI： 10.7500/AEPS20240816004.

HU Chenfeng,GUO Chunyi,ZHANG Jiaqing,et al.Identification of Inside-wind-farm/Wind-farm-Grid Oscillation Modes for Wind Power Grid-connected System Combined Node Voltage and Branch Current[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):65-75. DOI： 10.7500/AEPS20240816004.

摘要

风电并网系统存在场内/场网振荡模式，不同模式的激发条件、抑制方式不同，且场内振荡难以在广域系统中被监测，影响风电场的安全稳定运行。因此，有必要对风电场内机组间的交互作用进行分析，得到不同振荡模式的振荡特征，进而有效辨识场内/场网振荡模式，为风电并网系统的振荡抑制提供参考依据。文中基于风电场多机并网系统，采用频域阻抗模型对直驱风电并网系统场内/场网振荡模式进行了机理分析，发现常用的节点电压分析法在场内振荡模式的辨识上存在失效情况。然后，根据场内/场网振荡模式分析的结果，以振荡溯源定位思想为基础，提出了一种综合节点电压-支路电流振荡特征的场内/场网振荡模式辨识法，该方法可以对场内/场网振荡及存在场内/场网振荡风险的模式进行辨识。最后，基于辨识结果对相应振荡模式进行时域仿真，验证了上述辨识方式的有效性。

Abstract

The wind power grid-connected system has both inside-wind-farm/wind-farm-grid oscillation modes

The excitation conditions and suppression methods of different modes are different

and the inside-wind-farm oscillation is difficult to monitor in the wide-area system

which affects the safe and stable operation of the wind farm. Therefore

it is necessary to analyze the interaction between wind turbines in the wind farm

then obtain the oscillation characteristics of various oscillation modes and effectively identify the inside-wind-farm/wind-farm-grid oscillation modes

which provides a reference for oscillation suppression in the wind power grid-connected system. Based on the grid-connected system of multiple units in the wind farm

the frequency-domain impedance model is used to analyze the mechanism of inside-wind-farm/wind-farm-grid oscillation modes for the direct-drive wind power grid-connected system. It is found that the traditional node voltage analysis method may fail in the identification of the inside-wind-farm oscillation mode. Then

according to the results of the inside-wind-farm/wind-farm-grid oscillation mode analysis

based on the idea of oscillation source location

a mode identification method is proposed considering the oscillation characteristics of node voltage and branch current. This method can identify the inside-wind-farm/wind-farm-grid oscillation and the modes with the risk of inside-wind-farm/wind-farm-grid oscillation. Finally

based on the results of the identification

the time-domain simulation of the corresponding oscillation mode is carried out

and the effectiveness of the identification method is verified.

关键词

Keywords

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