Modellierung und Vergleichsanalyse von netzgekoppelten windparks auf Basis von DFIG in einem schwachen Netz

Diese Studie schlägt eine generische Methode zur Modellierung und Vergleichsanalyse von netzgekoppelten Doppelgespeisten Asynchronmaschinen (DFIG)-basierten Windparks in einem schwachen Netz vor. Ein detailliertes Modell der DFIG in einem schwachen Netz wird erstellt und als Referenz verwendet. Konkret besteht das detaillierte Modell aus dem mechanischen Teil, dem Generatorteil, dem Rotor-Seiten-Wechselrichter sowie dem Phasenregelkreis (PLL). Zwei vereinfachte Modelle von netzgekoppelten, DFIG-basierten Windparks in einem schwachen Netz werden mit dem detaillierten Modell verglichen, um den Mechanismus der Untersynchronen Oszillation (SSO) sowie die Einflussfaktoren mittels linearer Systemanalyse zu untersuchen. Das erste vereinfachte Modell ignoriert die Wellen- und Wellenwellen-Dynamik, die Statorfluss-Dynamik und die PLL-Dynamik. Für das zweite Modell gelten dieselben Annahmen, jedoch werden die PLL-Dynamiken berücksichtigt. Zeitsimulations- und Eigenwertanalysen werden verwendet, um die Genauigkeit der vereinfachten Modelle zu überprüfen. Die Blockdiagramme des linearisierten Systems werden auf Grundlage des vorgeschlagenen Modells abgeleitet, und der Oszillationsmechanismus wird durch lineare Systemanalyse erklärt. Durch Eigenwertanalyse und Wurzelortskurvenmethode werden die Einflüsse der Parameter der DFIG und ihrer Regler auf die Systemstabilität identifiziert und analysiert.