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大比例高渗透率的风电接入电网后,其自身惯性的缺失将导致系统调节能力弱化。虚拟惯量的引入虽可在一定程度上改善系统的惯量和频率特性,然而,此类风机的大规模并网,将不可避免地与其他同步机的动态特性发生耦合,甚至可能恶化同步机间功角衰减特性,严重威胁电网安全稳定运行。因此,如何在支撑频率调节的同时,提高风电并网系统的功角稳定水平,已经成为重要的现实需求。本文针对含虚拟惯量的风电并网系统振荡能量特性及抑制措施开展研究,主要内容及成果包括:针对现有模型未充分考虑风电机组各控制环节之间的相互影响,且难以反映具备惯量支持能力的风电机组动态行为特征的问题,建立了振荡过程中双馈风电机组的动态能量模型。首先,揭示了双馈风机各控制环节之间的耦合关系,建立了考虑虚拟惯量、锁相环等控制环节的动力学模型。在此基础上,分析了振荡过程中能量与阻尼的关系,构造了基于节点电流方程的动态能量函数,推导了双馈风电机组的动态能量并从中提取了阻尼能量部分。仿真算例验证了能量模型的合理性与分析结果的正确性。针对现有功角稳定研究侧重于分析风电并网对系统振荡模态和阻尼特性的影响,难以对风电并网系统运行状态进行量化的问题,构建了节点注入空间中风电并网系统的能量稳定域。首先,建立了考虑同步发电机、网络与负荷等环节的风电并网系统能量模型,揭示了扰动能量与阻尼能量的关系。在此基础上,提出了风电并网系统能量稳定域的概念,分析了虚拟惯量与锁相环控制参数对能量稳定域的影响,并通过搜索拟合的方法求取了能量稳定域的边界。仿真算例验证了能量稳定域的合理性与分析结果的正确性。针对现有控制策略尚未考虑在提供频率支撑的条件下,如何保障系统功角稳定水平的问题,提出了基于风机关键控制参数优化的振荡抑制策略。首先,量化了系统当前运行点到稳定边界的距离,构建了基于能量距离的稳定指标。在此基础上,以稳定指标最优为目标,以风机的控制参数为决策变量,以虚拟惯量能够保证系统频率支撑、潮流满足静态安全稳定为约束,提出了风电并网系统控制参数优化策略。仿真算例表明,通过风机内部关键控制环节参数的优化,能够有效提高系统的功角稳定水平,并在一定范围内抑制风电并网系统的振荡。