摘要：在能源领域，随着可再生能源的快速发展，直驱风电场与火电打捆经串补线路送出的 “点对网” 型系统，成为能源消纳的重要方式。然而，直驱风电场接入火电经串补外送系统后，对火电机组的次同步谐振（SSR）影响尚不明确。河北省分布式储能与微网重点实验室（华北电力大学）的高

在能源领域，随着可再生能源的快速发展，直驱风电场与火电打捆经串补线路送出的 “点对网” 型系统，成为能源消纳的重要方式。然而，直驱风电场接入火电经串补外送系统后，对火电机组的次同步谐振（SSR）影响尚不明确。河北省分布式储能与微网重点实验室（华北电力大学）的高本锋、刘培鑫等人对此展开研究，成果发表于《电工技术学报》。

我国能源逆向分布，新能源远离负荷中心且就地消纳难，发电还存在波动、间歇等问题。“点对网” 系统传输容量大、技术可靠，却面临稳定性挑战。此前，相关振荡问题研究多集中于直驱风电场经高压直流外送系统，针对风火打捆次同步谐振的研究较少，且现有研究多围绕双馈风电场，直驱风电场的相关研究存在空白。

研究团队采用适用于模块化建模的状态变量消去方法，在Matlab/Simulink中建立小信号模型，并通过阶跃响应验证其可靠性。利用特征值分析法，研究直驱风电场接入后系统的次同步谐振情况。

图1 风火打捆经串补送出的点对网型系统拓扑结构

研究发现，直驱风电场接入前后，系统都存在四种负阻尼的扭振模态，其中包含一个次同步谐振模态。接入后，直驱风电场与串补线路、火电机组形成次同步激励回路，振荡机理出现 “机电谐振”与“模态频率接近”耦合现象。这使得次同步谐振模态阻尼降低，系统发生次同步谐振的风险升高，但其他负阻尼的扭振模态阻尼得到改善。

图2 闭环小信号模型示意图

进一步研究还表明，直驱风电场的容量降低、风速下降、串补度减小，能提高次同步谐振模态的阻尼，降低风险。不过，串补度仍是影响系统次同步谐振的主要因素，直驱风电场的影响相对有限。研究人员通过PSCAD/EMTDC平台的电磁暂态仿真，验证了机理分析的正确性。

这项研究为风火打捆经串补送出系统的稳定性研究提供了重要参考。未来，随着风电场规模的不断扩大，直驱风电场对火电系统的影响是否会出现新变化？期待大家在评论区分享看法，共同探讨能源领域的发展方向。

本工作成果发表在2024年第11期《电工技术学报》，论文标题为“直驱风电场并网对火电机组次同步谐振影响”。

来源：电气技术