你是否想过，风力发电机之间也会“闹矛盾”，甚至引发危及电网安全的振荡？2015年，新疆哈密的风电场就发生过这样的事，一些风机产生了20-40Hz的次同步振荡（SSO），犹如一场不协调的“电力舞蹈”。随着“双碳”目标推进，风电比例越来越高，这类稳定性的“暗礁”更需警惕。

传统风电场多采用“跟网型”控制，就像帆船随风而行，它依赖电网电压和频率来调节自身输出，但在弱电网下容易“失稳”，缺乏主动支撑能力。而新兴的“构网型”控制则更像轮船的主动舵，能模拟传统发电机特性，自主建立电压和频率，为电网提供稳定支撑。其中，一种名为“匹配控制”的构网型技术，因其更强的鲁棒性，正受到工程界青睐。

那么，一个现实问题来了：如果将一部分旧有的跟网型风机，替换为这种新型的匹配构网型风机，形成一个“混合风电场”，会对系统的稳定性产生什么影响？特别是，它能抑制跟网型风机原本可能引发的次同步振荡吗？

华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室等单位的高本锋、刘培鑫等科研人员，针对这个问题展开了深入研究。他们建立了混合风电场并网的精细数学模型，并像给系统做“心电图”一样，用特征值分析法捕捉其内在的振荡模式。结果发现了一些有趣且重要的结论。

图 混合风电场结构

首先，混合风电场中如果发生由跟网型风机引发的SSO，那么振荡的主导“演员”依然是跟网型风机自身的参数（比如锁相环、电流环参数），新加入的匹配构网型风机的参数几乎不参与这个“失调的舞蹈”。这意味问题根源仍在传统风机身上。

但关键在于，匹配构网型风机并非“旁观者”。它就像一个沉稳的“舞伴”，能提供积极的“正能量阻尼”，改善整个系统的阻尼特性，从而有效抑制跟网型风机引发的振荡。研究发现，混合风中匹配构网型风机的比例增加，抑制效果会增强，但增益会递减。在研究人员设定的算例中，占比约20%时就能起到不错的稳定效果，性价比较高。

既然构网型风机主要通过改善整体环境来“治标”，要“治本”进一步降低风险，还需优化跟网型风机自身的参数。研究指出，适当增大直流母线电容、减小锁相环的比例系数、增大电流内环的积分系数，都是有效的参数调整方向。这些结论通过了电磁暂态仿真的验证，具有工程参考价值。

这项研究揭示了一种务实的技术路径，在风电场的升级改造中，并非需要全部替换旧机组。通过部分引入具有构网能力的新型风机，形成混合系统，就能以较低成本有效提升电网对次同步振荡的“免疫力”。在奔向“双碳”未来的道路上，如何让新旧能源装备和谐共处、稳定运行，这样的“新旧对话”与协同优化，或将发挥关键作用。

本工作成果发表在2025年第6期《电工技术学报》，论文标题为“构网/跟网型混合风电场次同步振荡特性与机理分析”。本课题得到华北电力科学研究院有限责任公司科技项目的支持。