定子电流控制的双馈风机导纳建模与次同步振荡风险分析

杜程茂; 杜雄; 苏婧媛; 樊丽娟; 李鸿鑫; 安宇

doi:10.7500/AEPS20221005004

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定子电流控制的双馈风机导纳建模与次同步振荡风险分析

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 定子电流控制的双馈风机导纳建模与次同步振荡风险分析
- Admittance Modeling and Subsynchronous Oscillation Risk Analysis of DFIG-based Wind Turbine with Stator Current Control
- 电力系统自动化 2023年47卷第13期页码：159-167
- 作者机构：
  
  1.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学),重庆市 400044
  2.深圳供电局有限公司,广东省深圳市 440304
- 作者简介：
  
  杜程茂(1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：新能源发电系统稳定性分析与控制。E-mail：dcmpe@cqu.edu.cn
  杜雄(1979—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：交直流混联电力电子系统建模与稳定性分析。E-mail：duxiong@cqu.edu.cn
  苏婧媛(1991—)，女，助理研究员，主要研究方向：双馈发电系统控制与并网稳定性分析。E-mail：sujingyuan1991@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金重点项目(51937001)
- DOI：10.7500/AEPS20221005004
  中图分类号：
- 收稿：2022-10-05，
  
  修回：2023-03-06，
  
  网络出版：2023-05-30，
  
  纸质出版：2023-07-10
- 稿件说明：
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杜程茂,杜雄,苏婧媛等.定子电流控制的双馈风机导纳建模与次同步振荡风险分析[J].电力系统自动化,2023,47(13):159-167.

DU Chengmao,DU Xiong,SU Jingyuan,et al.Admittance Modeling and Subsynchronous Oscillation Risk Analysis of DFIG-based Wind Turbine with Stator Current Control[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(13):159-167.
杜程茂,杜雄,苏婧媛等.定子电流控制的双馈风机导纳建模与次同步振荡风险分析[J].电力系统自动化,2023,47(13):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20221005004.

DU Chengmao,DU Xiong,SU Jingyuan,et al.Admittance Modeling and Subsynchronous Oscillation Risk Analysis of DFIG-based Wind Turbine with Stator Current Control[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(13):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20221005004.

摘要

定子电流控制(SCC)具有参考电流不受双馈感应发电机(DFIG)参数漂移影响的优势。然而，SCC的双馈风机与串联补偿线路产生的次同步振荡会阻碍风电的安全消纳。针对这一问题，深入分析SCC-DFIG小信号传递规律，同时考虑直流母线动态、频率耦合以及控制动态特性的影响，建立了准确表征双馈风机频域特性的导纳模型。通过分析双馈风机全风速条件下的负电阻分布规律，提出一种全风速工况虚拟电阻控制策略。MATLAB/Simulink仿真结果表明，SCC较转子电流控制的双馈风机振荡风险更高，且随着SCC比例系数增大、风速减小，系统并网振荡风险增大，仿真验证了所提稳定控制策略在不同风速工况下次同步振荡抑制的有效性。

Abstract

Stator current control (SCC) has the advantage that the reference current is not affected by doubly-fed induction generation (DFIG) parameter drift. However

the subsynchronous oscillation caused by the DFIG-based wind turbine with SCC and series compensation line will hinder the safe accommodation of wind power. To address this problem

the small signal transfer law of SCC-DFIG is deeply analyzed. Then

considering the influence of DC bus dynamics

frequency coupling and control dynamic characteristics

an admittance model is established to accurately characterize the frequency domain characteristics of the DFIG-based wind turbine. By analyzing the distribution law of negative resistance of DFIG-based wind turbine under all the wind speed conditions

a virtual resistance control strategy for all wind speeds is proposed. The MATLAB/Simulink simulation results show that the DFIG-based wind turbine with SCC has higher oscillation risk than rotor current control. With the increase of SCC proportional coefficient or the decrease of wind speed

the oscillation risk of grid-connected system is greater. The effectiveness of the proposed stability control strategy for subsynchronous oscillation suppression under different wind speed conditions is verified by the simulation.

关键词

Keywords

references

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