[实用新型]大型发电机组次同步振荡的反振荡自适应抑制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及大型发电机组稳定控制领域，具体地说，是一种大型发电机组次同步振荡的反振荡自适应抑制装置。

背景技术

我国能源分布不均而形成的“西电东送”电力格局使得我国电网输电线路的长度不断增加。远距离输电往往会产生较多的电力损耗，降低电力输送效率。串联补偿装置作为解决此问题的最佳选择，虽然具有占地较少、运行简便、成本低廉等优点，但是它有可能导致大型发电机组出现次同步振荡的问题。

次同步振荡是由电力系统中一种特殊的机电耦合作用产生的，它既可能由上述常见的串联补偿装置引起，也可能由电力系统稳定器、高压直流输电系统中的换流器和以大功率电力电子器件为基础的柔性交流输电系统等引起。次同步振荡可能导致大型发电机组的转子轴系出现严重的损坏，使电网出现严重的运行事故，因而采用有效方案对次同步振荡进行反振荡抑制对于电力系统的安全稳定运行具有重大的意义。

静止无功补偿器将电力电子器件引入到传统的静止无功补偿装置中，能够快速而且连续地调节输出的无功功率，以便实现稳定系统电压和增加系统电气阻尼的目的。以静止无功补偿器为载体对大型发电机组出现的次同步振荡进行反振荡抑制，属于采用阻尼和滤波方法来抑制次同步振荡。但是，静止无功补偿器控制参数的选取对系统数学模型的依赖度较高，控制参数通常为针对某一具体运行状况而选定的固定数值，因而此种反振荡抑制方案在非线性时变的实际电力系统中往往不能达到理想的抑制效果。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种大型发电机组次同步振荡的反振荡自适应抑制装置，该系统以反振荡理论为基础，静止无功补偿器为载体，采用自适应控制参数对大型发电机组检测到的扭振模式分量进行处理和控制，从而使静止无功补偿器能够自适应地输出所需无功功率。本实用新型解决了在大型发电机组扭振模式分量的检测信号转化为静止无功补偿器的控制信号的过程中生成自适应控制参数，采用固定控制参数的不足，从而更好地抑制大型发电机组中次同步振荡的发生。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种大型发电机组次同步振荡的反振荡自适应抑制装置，包括信号测量控制系统和静止无功补偿器系统两大部分，其中：

所述信号测量控制系统将测量到的大型发电机组扭振模式分量经过处理得到所需控制信号，并将控制信号输入静止无功补偿器系统；

所述静止无功补偿器系统安装在大型发电机组的出口处，它根据信号测量控制系统产生的控制信号来控制触发角的大小；

所述信号测量控制系统包括测量处理器、反相放大器、低通滤波器、相位补偿器和自适应控制参数生成器，其中：测量处理器输入端接收测量得到的大型发电机组扭振模式分量，输出端连接到反相放大器的输入端，所述反相放大器的输出端连接到所述低通滤波器的输入端，所述低通滤波器的输出端连接到所述相位补偿器的输入端，所述相位补偿器的输出端连接到所述静止无功补偿器系统，同时，所述测量处理器、反相放大器、低通滤波器和相位补偿器均连接自适应控制参数生成器。

优选地，所述静止无功补偿器系统包括触发角计算器、触发脉冲发生器以及晶闸管控制电抗器，其中：所述触发角计算器的输入端连接所述信号测量控制系统相位补偿器的输出端，所述触发角计算器的输出端连接所述触发脉冲发生器的输入端，所述触发脉冲发生器的输出端连接所述晶闸管控制电抗器的输入端，所述晶闸管控制电抗器的输出端最终输出整个装置的输出端。

本实用新型中，反振荡理论抑制次同步振荡的原理如下：次同步振荡发生时，大型发电机组的电气振荡频率与汽轮机的轴系某一模态频率f_m互补，在扰动发生后，大型发电机组的定子上将流过次同步频率为f_o-f_m的电流分量(其中f_o为工频)，由于其产生的转矩与转速偏差同相位，因此会产生负阻尼的作用，使振荡越来越严重，故要实现大型发电机组次同步振荡的抑制，就要减小定子电流中次同步频率分量的影响。具体办法是将大型发电机组扭振模式分量的测量信号，转化为与之相抵消的无功功率，并且通过无功补偿装置将产生的无功功率输入大型发电机组的出口处，就能减小定子中次同步电流分量的负阻尼作用，达到抑制大型发电机组次同步振荡的目的。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

(1)不需要对次同步振荡复杂的成因、过程及振荡波形成分做详细分析就能够实现对次同步振荡的抑制；

(2)静止无功补偿器在电力系统中已广泛使用，只需要对其现有控制系统进行改进就能在实际的工程应用中实现对大型发电机组次同步振荡的抑制；