风电，火电接入同一变电站可能引发的问题

原创 电子 [风光发电](javascript:void(0);)

当风电和火电共同接入同一变电站时，由于两者的动态特性差异显著，可能引发宽频振荡问题（频率范围从次同步到高频）。

1. 宽频振荡的成因

(1) 动态特性冲突

风电（电力电子变流器）：

控制快速（微秒级响应），输出阻抗呈现负阻尼特性，易在特定频段（如次同步、高频）引发谐振。

锁相环（PLL）、电流环等控制参数设计不当会放大振荡风险。

火电（同步发电机）：

机械惯性大（机电时间常数秒级），易与电网阻抗耦合激发次同步振荡（SSO/SSR）。

励磁系统、轴系扭振可能参与振荡模式。

(2) 电网结构因素

弱电网条件：短路容量低、长距离输电线路或串联电容补偿，导致系统阻抗特性复杂，谐振点增多。

多源交互：风电场与火电厂通过电网形成电气耦合，变流器与同步机的阻抗在宽频段内可能叠加负阻尼。

2.关键风险点

设备损坏：持续振荡导致变压器、发电机绕组过热或绝缘击穿。

保护误动：传统继电保护装置可能无法识别宽频振荡，导致误切机或拒动。

系统失稳：负阻尼效应扩散引发连锁故障，甚至大面积停电。

3. 解决措施

(1) 控制策略优化

风电变流器：

降低PLL带宽（避开敏感频段），引入虚拟阻抗补偿负阻尼。

在电流环中嵌入带通滤波器，抑制特定频率谐振（如添加陷波器）。

火电机组：

配置电力系统稳定器（PSS），增强低振荡阻尼。

优化励磁系统参数，避免参与次同步振荡。

(2) 硬件改造

加装滤波器：

阻塞滤波器（如C型滤波器）抑制次同步频段谐振。

无源/有源滤波器吸收高频谐波。

柔性输电设备：

配置STATCOM或SVG，提供动态无功支撑并重塑系统阻抗。

(3) 系统级协同

广域监测与控制：

部署PMU+高频采样装置，实时捕捉宽频振荡特征。

通过风-火协调控制策略（如阻尼信号交互）实现互补抑制。

电网结构优化：

调整线路参数（如分段运行、缩短电气距离），避开谐振点。

总结

风电与火电接入同一变电站时，需重点防范两者动态特性差异导致的宽频振荡。通过“控制优化+硬件改造+系统协同”的综合治理，可有效提升系统稳定性。实际工程中需结合详细仿真与实时监测，制定针对性解决方案。