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随着我国大型风电基地的建设,风力发电已经逐步成为了我国战略性新兴产业,串联补偿技术作为一种实现大规模风电外送的主要措施,存在诱发次同步振荡的风险。近年来,国内外多处双馈风电场在利用串联电容补偿技术进行大规模风电外送时发生了多起次同步振荡事故,造成双馈风电机组大面积脱网,损坏了部分撬棒电路。不同于火电机组,风电外送系统运行过程中存在多种对次同步振荡影响较大的不确定因素。这些不确定参数往往可能连续变化,不能简单地选取某几个运行工作点作为代表,导致双馈风电外送系统中的次同步振荡问题相较于传统火电机组次同步振荡问题要复杂得多。因此,在计及不确定因素的情况下,研究风电外送系统的次同步振荡特性,并有针对性的提出高鲁棒性抑制方法。这对扩大双馈风电外送系统的安全运行范围,实现风电的大规模开发利用来说,具有十分重要的现实意义。本论文围绕双馈风电外送系统次同步振荡特性分析及抑制策略进行如下相关研究:(1)构建了双馈风电外送系统的小信号稳定分析模型。在考虑风力机运行特性的情况下,利用特征值分析法研究了双馈风机有功/无功调节特性对次同步振荡的影响,结果表明:通过改变风力机桨距角下调双馈风机输出有功功率,会加重次同步振荡现象;而通过控制发电机下调DFIG输出有功功率,则会降低发生次同步振荡的风险;双馈风机发出感应无功有助于抑制次同步振荡,若发出容性无功,则反之。此外,本文还分析了对次同步振荡模态影响较大的参数之间的交互影响。结果表明:转子侧变流器内环比例控制系数与风机无功参考值之间,与转子侧变流器内外环比例控制系数之间对次同步振荡存在交互影响。(2)提出了一种基于虚拟阻抗控制的风电次同步振荡抑制策略。首先,在计及双馈风机转子侧变流器控制回路详细结构的基础上,推导得到了双馈感应风机精确的阻抗模型,并形成了适合次同步振荡阻抗分析的双馈风电外送系统的等效阻抗模型。在此基础上,通过在变流器转子电流控制内环中引入虚拟阻抗控制器,重塑了转子侧变流器控制回路的输出阻抗,进而增大系统在次同步频率下的等效阻抗,来达到抑制次同步振荡的目的。进一步地,在考虑风速波动对系统次同步特性的影响的前提下,基于阻抗模型设计了虚拟阻抗控制器的参数优化目标函数,并采用遗传算法进行了优化。时域仿真结果表明,所设计的虚拟阻抗控制策略在多风速下的有效性与鲁棒性。(3)提出了一种基于实用小扰动稳定域的双馈风电机组附加阻尼控制器参数设计方法。首先给出了实用小扰动稳定域定义、其边界条件及其求解方法,并与传统小扰动稳定域进行了对比。在此基础上,以双馈风机转速、有功与无功出力所构成的实用小扰动稳定域最大为目标,利用遗传算法设计了附加阻尼控制器的参数。最终,将利用“域”方法设计的阻尼控制器与利用“多点法”设计的阻尼控制器的抑制效果进行比较和验证。结果表明:由于该方法以风电外送系统关键运行参数所构成的实用小扰动稳定域为目标来设计阻尼控制器参数,能够尽可能地保证阻尼控制器的鲁棒性。