6研究展望
预计到2020年,我国风电总装机容量将超过2亿kW,其中海上风电装机容量达到3000万kW,风电年发电量达到3900亿kW时,风电发电量在全国发电量中的比重超过5%[41],由此而引发的次同步振荡尤其是SSCI问题值得关注。风力发电系统的结构、并网方式与传统火电机组有很大的区别,以往的针对火电机组SSR问题的建模、机理以及抑制方法还不能直接应用于风力发电机组的分析中。未来在如下几个方面亟待深入研究。
(1)SSCI发生机理的进一步分析。现在的研究普遍认为发生SSCI时变流控制器感受到转子电流变化后会调节逆变器输出电压,引起转子中实际电流的改变。上述结论只是针对单台风力发电机组与固定串补作用时的定性分析,没有考虑实际中多台风力发电机组相互作用的影响,也没有定量得到导致SSCI的关键参数[42]。
(2)SSCI分析方法的优化改进。现有文献多采用特征值法对SSCI问题进行分析。但实际上由于变流器等电力电子装置电磁暂态模型较难建立,许多研究的特征值分析使用变流器的准稳态模型,造成分析不准确。另外,特征值法计算量大,存在严重的“维数灾”问题,对于实际的大型风电场多个机组的情况较难推广应用[43,44]。因此,能够适用于工程实际的一套SSCI问题分析方法还有待探索。
(3)风电与火电捆绑送出方式下的次同步振荡相关问题研究。风电的波动性特点决定了风电难以单独远距离输送,需要与一定规模的火电打捆经串补或者HVDC送出[45,46]。经固定串补送出时,不但会引发风电机组的SSCI,还可能会引发常规火电机组的SSR。经HVDC送出时,如果火电机组与HVDC换流站电气距离较近,会存在发生SSTI的危险[47,48]。此时的风电、火电机组的次同步振荡问题将变得十分复杂,其发生机理、二者如何相互影响以及采用何种方法抑制等诸多问题均有待深入分析研究。