大规模海上风电场经HVDC并网引发轴系扭振分析与抑制

针对大规模海上风电场经HVDC引起的风机轴系振荡问题,提出基于复转矩法的思想进行分析研究,并设计相应的阻尼控制器,以实现抑制风机轴系振荡的目的。首先,分析风机轴系扭振产生机理,通过复转矩系数法得到系统的电气阻尼系数,以判断固有扭振频率下的系统稳定性;然后,计算出待补偿的电磁转矩和风机转子转速的相角差;最后,通过设计附加阻尼控制器抑制风机轴系扭振。所设计的阻尼控制器具有较好的阻尼效果,且控制器阶数较低,便于实际工程实现。在PSCAD程序中搭建风电场经HVDC并网模型进行仿真分析,分析结果表明,系统加入阻尼控制器后,风机轴系扭振迅速衰减,控制器的加入有效增大了系统阻尼比。此研究为大规模海上风电场通过HVDC并网提供了理论基础。