استراتژی کنترل توان راکتیو مبتنی بر DFIG در مزارع بادی به منظور کاهش نوسانات SSO
چکیده
مزارع بادی که در ارتباط با شبکه انتقال جبران‌ساز سری‌ها هستند، در معرض خطر نوسانات زیر سنکرون (SSO) قرار دارند. علاوه‌بر‌این، قابلیت بالای کنترل توان راکتیو و اکتیو ژنراتور القایی تغذیه مضاعف (DFIG)، دارای تاثیرات غیر‌قابل چشم‌پوشی روی SSO است. در این پژوهش، تاثیرات پارامترهای قابل‌تنظیم روی SSO، بر مبنای تجزیه و تحلیل مقدار ویژه (یا مقدار مشخصه) مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که افزایش توان القایی راکتیو که توسط DFIG ایجاد می‌گردد، منجر به تعدیل مثبت سیستم می‌شود؛ علاوه بر این، کلیت این قاعده در تمام مناطق عملیاتی DFIG اثبات شده است. بر طبق این قاعده، استراتژی کنترل توان راکتیو DFIG، برای حذف نوسانات SSO مطرح می‌گردد. توان راکتیو، پس از آشکار‌شدن SSO به تدریج افزایش می‌یابد، و پس از حذف نوسانات SSO یا رسیدن به محدودیت SSO، متوقف می‌گردد. روش کنترل پیشنهادی ما، به عنوان یک روش کم‌هزینه است که تنها برای تطبیق مقدار مرجع توان راکتیو DFIG به منظور کاهش نوسانات SSO، مورد نیاز است. در پایان، نتایج شبیه‌سازی حوزه زمانی، به تشریح اعتبار و تطبیق‌پذیری استراتژی کنترل توان راکتیو SSO پیشنهادی می‌پردازد.
1. مقدمه
به دنبال افزایش ساخت نیروگاه‌های بادی بزرگ در کشور چین، ظرفیت استقرار توان بادی گسترش بافته است. جبران سری‌های خازنی خطوط انتقال طولانی، به عنوان روش موثری برای افزایش ظرفیت انتقال سیستم توان بادی است. به هر حال، یکی از عوامل مختل‌کننده در مورد جبران‌ساز خازن سری ها، خطرات بلقوه مرتبط با نوسانات زیر سنکرون (SSO) است. [1، 2]. در سال‌های اخیر، پدیده SSO در بسیاری از کشورها به وقوع پیوسته می‌پیوندد، زمانی که نیروی باد از ژنراتور القایی تغذیه مضاعف (DFIG) واقع در مزارع بادی، از طریق خطوط جبران‌ساز سری‌ها انتقال می‌یابد. این رویدادها باعث قطع ارتباط توربین‌های بادی از شبکه برق در مقیاس گسترده، و آسیب به مدارهای منبع تغذیه می‌گردد [3- 5]. این رویدادها، توجه تعداد زیادی از محققان را به سمت خود جلب می‌کند.
5. نتیجه‌گیری
در این مقاله، تاثیر پارامترهای تطبیق‌پذیر روی نوسانات SSO بر مبنای تحلیل مقدار ویژه، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش توان راکتیو القایی که توسط DFIG تولید می‌شود، میتواند منجر به دامپینگ مثبت برای سیستم گردد، که برای حذف SSO مهم است. علاوه بر این، کلیت این قاعده در کل منطقه عملیاتی DFIG، اثبات شده است. براساس این قاعده، استراتژی کنترل توان راکتیو مبتنی بر DFIG در مزارع بادی به منظور کاهش نوسانات SSO، در این مقاله مطرح شده است. شبیه‌سازی حوزه‌ای نشان می‌دهد که استراتژی کنترل میتواند بطور اثربخشی باعث حذف نوسانات SSO گردد. این فرایند، به عنوان یک استراتژی کم‌هزینه است که روش جدیدی را برای کاهش نوسانات SSO در عملیات واقعی سیستم توان باد، مطرح می‌کند.
Abstract
Wind farms connected with series compensated transmission network suffer from the risk of sub-synchronous oscillation (SSO). Moreover, the strong active and reactive power control ability of doubly fed induction generator (DFIG) exerts non-negligible influence on SSO. In this study, the impacts of adjustable parameters on SSO are studied based on eigenvalue analysis. The results indicate that increasing inductive reactive power produced by DFIG can provide positive damping to the system; furthermore, the universality of this rule is verified in the whole operating region of DFIG. According to the rule, a reactive power control strategy of DFIG is proposed for SSO suppression. The reactive power is suggested to increase gradually once the SSO is detected and stop until SSO is suppressed or the reactive power limit is reached. The proposed control method is a low-cost method, which only need to adjust the reactive power reference value of DFIG to damp SSO. Finally, the time-domain simulation results illustrate the validity and adaptability of the proposed SSO reactive power control strategy.
1 Introduction
With the increase of construction of large wind power plant in China, the wind power installed capacity keeps growing. The capacitive series compensation of long transmission lines is an effective method to increase the transmission capacity of wind power system. However, one of the hindering factors for the extensive use of series capacitive compensation is the potential risk of subsynchronous oscillation (SSO) [1, 2]. In recent years, SSO occurred in many countries when wind power is transmitted from doubly fed induction generator (DFIG) based wind farm through series compensated lines. These accidents led to large-scale disconnection of wind turbines from power grid and the damage of crowbar circuit [3–5]. These accidents have attracted the attentions of a large number of scholars.
5 Conclusion
In this paper, the influence of adjustable parameters on SSO is analysed based on eigenvalue analysis. The results show that increasing inductive reactive power produced by DFIG can provide positive damping for the system, which is very helpful for SSO suppression. Furthermore, the universality of this rule is verified in the whole operation region of DFIG. Based on the rule, a reactive power control strategy of DFIG-based wind farm for SSO mitigation is proposed in this paper. Time domain simulation indicates that the control strategy could effectively suppress SSO. It is a low-cost control strategy, which provides a new way to mitigate SSO in actual operation of wind power system.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. سیستم مورد‌بررسی
3. تاثیر پارامترهای تطبیق‌پذیر DEIG روی SSO
3.1 پارامترهای تطبیق‌پذیر DFIG
3.2 تاثیر توان فعال تولیدی توسط DFIG روی نوسانات SSO
3.3 تاثیر ولتاژ باس DC روی نوسانات SSO
3.4 تاثیر توان راکتیو تولدی توسط DFIG روی SSO
4 استراتژی کنترل توان راکتیو DFIG به منظور کاهش نوسانات SSO
4.1 مزایا و مضرات استراتژی کنترل توان راکتیو DFIG به منظور کاهش نوسانات SSO
4.2 استرلتژی کنترل توان راکتیو
4.3 بررسی موردی
5. نتیجه‌گیری
Abstract
1 Introduction
2 Studied system
3 Influence of adjustable parameters of DFIG on SSO
3.1 Adjustable parameters of DFIG
3.3 Influence of DC bus voltage on SSO
3.4 Influence of reactive power produced by DFIG on SSO
4 Reactive power control strategy of DFIG to mitigate SSO
4.1 Advantages and disadvantages of reactive power control strategy for SSO mitigation
4.2 Reactive power control strategy
4.3 Case study
5 Conclusion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه