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自适应控制
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面向双馈风电场+串补系统的次同步振荡快速自适应抑制控制
天津大学&国网浙江省电力有限公司杭州供电局· 2025-06-06 13:25
报告行业投资评级 未提及相关内容 报告的核心观点 - 全球能源危机加剧,风电成为能源转型核心,但双馈风电场经串补并网系统存在次同步振荡问题,威胁电力系统安全稳定运行 [11][14] - 现有次同步振荡抑制策略存在自适应性欠缺和响应速度较慢等问题,需设计新的自适应抑制策略 [20][23] - 提出改进型自适应线性元件SSO抑制控制器(MA - SOSC)和快速自适应SSO抑制控制器性能提升方案(FA - SOSC),有效抑制次同步振荡,且FA - SOSC在抑制即时性上更优 [31][56] 根据相关目录分别进行总结 研究背景 - 新能源发展需求及现状:全球能源危机加剧,各国加速能源转型,风电成为核心,全球累计风电装机突破1136GW [11] - 风电场典型事故与挑战:双馈风电场与串补线路交互易诱发次同步振荡,已发生多起事故,其振荡机理特殊、动态特性受多因素影响、抑制难度大 [14][15] - SSO分类与研究现状:双馈风电场经串补并网系统SSO由感应发电机效应与次同步控制相互作用共同主导,二者对转子换流器比例系数变化敏感 [17] - SSO抑制策略分类分析:现有SSO抑制策略存在自适应性欠缺和响应速度较慢问题,经典策略难以实现大范围抑制,需设计自适应抑制策略 [20][23] - SSO抑制控制策略技术挑战二:现有策略参数更新复杂且有延迟,极端工况下抑制时间长,威胁设备安全,需突破提升即时性的技术瓶颈 [26] 研究路线与基础 - 技术路线:建立DWF + SC系统数学与小信号模型,分析主导SSO模态;设计MA - SOSC并通过C - HIL验证;在MA - SOSC基础上引入改进锁频模块,提出FA - SOSC并仿真验证 [31] - 研究理论基础:DWF + SC系统SSO通常只有一个主导模态,对RSC内环比例系数、风速和串补度敏感,RSC内环控制回路可作为抑制策略切入点 [33] 改进型自适应线性元件SSO抑制控制器(MA - SOSC)设计 - 控制器构成:由SSO滤除模块、主导SSO频率辨识模块与频率锁定/更新模块构成,能实时辨识与剔除SSO分量 [37] - 设计优势:通过“实时跟踪 - 动态调整”实现参考频率自适应更新,突破固定参数限制,实现控制模式转变,提升抑制鲁棒性 [42] - 性能验证:在串补度变化、三相接地故障等工况下,MA - SOSC性能显著优于经典控制策略,展现多场景适用性 [47][51] 快速自适应SSO抑制控制器性能提升方案(FA - SOSC) - 方案提出:沿用MA - SOSC架构与理论,结合SFFT辨识数据误差特征与LSTM算法,提出改进锁频模块,提升抑制即时性 [56] - 模块优势:集成频率预测、锁定与更新功能,构建协同机制,可在SSO发生100ms后预测主导频率,缩短频率更新时间,降低SSO幅值 [60][62] - 性能验证:在串补度变化等工况下,FA - SOSC在响应速度与抑制性能上优势显著,拓宽设备稳定运行范围 [65] 总结和展望 - 总结:创新点一是设计MA - SOSC,解决经典方法抑制频段外SSO失效问题;创新点二是提出FA - SOSC,实现主导SSO频率预测与锁定协同,缩短参考频率更新时间 [71][72] - 展望:未来需研究多风电场控制器协同配置策略,提升系统整体抗扰能力;拓展SFFT - LSTM模型对复杂振荡场景的泛化能力 [75]