基于虚拟同步控制的电压源型直驱风电机组并网稳定性分析

随着风电装机的增加，风电机组在弱电网下的稳定运行面临严峻考验。电压源型风机采用自同步方式运行，因而不受锁相环的影响，并且能够提供频率和电压支撑，更适于在弱电网下运行。为研究基于虚拟同步控制的电压源型直驱风机的并网稳定性，建立了电压源型直驱风机的数学模型及状态空间模型，采用特征模态分析方法，对比了电流源型/电压源型直驱风机的并网稳定性，分析结果表明电压源型直驱风机具有更好的弱电网适应性，但在较高短路比下容易出现低频振荡问题，在此基础上研究了关键参数对于低频模态稳定性的影响。然后进一步研究了电流源型/电压源型直驱风机混合风场的并网稳定性，结果表明：加入电压源型直驱风机可以提高原有电流源型直驱风场在弱电网下的稳定性。最后，通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了特征模态分析结果的正确性。