[发明专利]抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统稳定与控制技术领域，特别涉及一种有效抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统。

背景技术

目前，对远距离大容量输电的需求不断上升，特别是大型煤电和风电基地由于远离负荷中心，大多采用远距离输电模式。为了提高远距离大容量输电时的输送容量和系统稳定性，越来越多地采用固定串联电容补偿（FSC，FixedSeriesCompensation）、传统高压直流输电（HVDC，HighVoltageDirectCurrentTransmission）、柔性高压直流输电和一些基于电力电子技术的高速控制装置。然而，这些装置在一定条件下可能会引发次同步谐振（SSR，SubsynchronousResonance）或次同步振荡（SSO，SubsynchronousOscillation）的问题。轻微的SSR/SSO会降低汽轮发电机轴系的寿命，严重的SSR/SSO可导致汽轮发电机轴系断裂，威胁机组和电力系统的安全稳定运行。因此，SSR/SSO问题已成为电网安全运行所面临的一个迫切需要解决的现实难题，必须采取必要措施有效化解风险，确保机网安全。

自二十世纪七十年代以来，针对SSR/SSO问题提出的解决方法已有20余种（如：晶闸管控制串联电容器、附加励磁阻尼控制等），目前柔性直流输电技术经过一定时期的发展，已经被应用到大容量远距离输电系统中，利用柔性直流输电控制系统来解决SSR/SSO问题，将具有以下优点：

（1）基于柔性直流所带的控制硬件系统，通过软件附加的方式来实现抑制SSR/SSO的功能，实现成本很低。

（2）由于柔性直流控制系统的灵活可控性，不仅能解决柔性直流输电自身与机组相互相互作用的SSO问题，还可抑制临近串联电容与机组相互作用引起的SSR问题；简言之，可同时解决SSR/SSO问题；

（3）由于柔性直流控制系统的快速响应特性，可以同时抑制送端多个模式的振荡。

而本发明则基于柔性直流输电控制系统设计了一套有效抑制次同步谐振和振荡的控制方法。

发明内容

为了更加有效地抑制多模态次同步谐振和振荡，本发明提供了一种可以解决电力系统的多模态次同步谐振和振荡问题，提高了系统的次同步稳定性，进而提高电网的输电能力并保障发电机的安全的抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统。

本发明的技术方案如下：

本发明的抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统，包括有反馈信号处理器、多模式带通滤波器、多模式比例移相器、模态控制信号综合器、附加信号控制器；

所述反馈处理器，用于检测能反映次同步振荡的信号，包括机头、机尾转速，机端或线路电流或功率，经过处理后得到仅包含次同步频率分量的反馈信号；

所述多模式带通滤波器，用于对所述反馈信号处理器得到的仅包含次同步频率分量的反馈信号进行带有预处理的滤波处理，得到次同步频率模态分量信号；

所述多模式比例移相器，用于将所述多模式带通滤波器得到的次同步频率模态分量信号，转化为模态控制信号；

所述模态控制信号综合器，用于对所述多模式比例移相器得到的模态控制信号进行限幅处理，得到限幅后的模态控制信号；

所述附加信号处理器，用于处理经过限幅的模态控制信号，得到控制柔性直流输电换流阀的一组控制信号。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过在柔性直流控制系统上附加次同步阻尼控制策略，能同时抑制多个扭振模态，功能全面，可以解决电力系统的多模态次同步谐振和振荡问题，提高了系统的次同步稳定性，进而提高电网的输电能力并保障发电机的安全。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种有效抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统的原理示意图。

图2是本发明实施例1提供的一种有效抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统应用于实际电网的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明的抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统，包括有反馈信号处理器、多模式带通滤波器、多模式比例移相器、模态控制信号综合器、附加信号控制器；

所述反馈处理器，用于检测能反映次同步振荡的信号，包括机头、机尾转速，机端或线路电流或功率，经过处理后得到仅包含次同步频率分量的反馈信号；