[发明专利]一种抑制次同步振荡控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及抑制同步振荡的技术，具体地，涉及一种抑制次同步振荡控制系统和方法。

背景技术

次同步振荡是电力系统稳定问题之一，随着世界各国电力系统的发展，特别是随着我国高电压、大容量、长距离交直流输电的不断建设和规模化可再生能源的并网发电，使得由传统次同步振荡带来的新问题和新的次同步振荡现象相继出现，这给电力系统的稳定性研究又带来了新的挑战。例如，在大型火电机组集群经高压直流输电线路与交流混合的串联补偿线路送出时，可能引起频繁超越发电机轴系累积阈值的收敛型次同步振荡问题，进而造成汽轮发电机组的轴系损坏。

目前，许多交流输电线路中采用了FSC(常规串联电容补偿器)+TCSC(可控串联电容补偿器)、在HVDC(高压直流电)控制器中增设SSDC(次同步阻尼控制器)、在部分发电机组安装SEDC(附加励磁阻尼控制器)之后，系统的次同步振荡趋于稳定和收敛。然而，从系统的实际运行记录上来看，虽然以上抑制次同步振荡的措施有针对性地限制了大扰动下的等幅和增幅次同步振荡，但仍存在着明显的小扰动和直流功率快速调节引起的频繁超标的低幅次同步振荡现象，而且随着HVDC输送功率的逐渐增大，这种长时间周期性疲劳累积形成的对机组轴系运行寿命的影响不容忽视。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制次同步振荡控制系统和方法，用于解决有效抑制火电机组轴系同步振荡的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种抑制次同步振荡控制系统，该系统包括：转速测速设备，与发电机连接，用于测量所述发电机的转速；电气量传感器，连接至与所述发电机出口连接的降压变压器的二次侧，用于测量该降压变压器的二次侧的电气量；控制保护设备，与所述转速测速设备和所述电气量传感器连接，用于根据所测量的发电机的转速和所述电气量计算得到电流补偿控制信号；以及电流源装置，与所述控制保护设备连接，并连接至所述降压变压器的二次侧，在所述电流补偿控制信号的控制下向所述降压变压器输出相应的无功电流。

优选地，所述控制保护设备包括：系统控制器，与所述转速测速设备连接，用于根据所测量的发电机的转速得到无功给定输入；以及装置控制器，连接至所述系统控制器，并与所述电气量传感器连接，用于根据所述无功给定输入和所述电气量计算得到电流补偿控制信号。

优选地，所述系统控制器包括：差值计算模块，与所述转速测速设备连接，用于将所测量的发电机的转速与预定转速求差，得到转速偏差值；模态滤波器，与所述差值计算模块连接，用于对所述转速偏差值进行过滤；以及比例移相器，与所述模态滤波器连接，用于将过滤得到的转速偏差值对应成相应控制的电气量，以作为所述无功给定输入。

优选地，所述电流源装置包括：换流链，与所述控制保护设备连接，在所述电流补偿控制信号的控制下输出相应的无功电流；以及连接电抗器，与所述换流链连接，用于对所述无功电流进行过滤并向所述降压变压器输出过滤后的无功电流。

优选地，该系统还包括：水冷系统，与所述控制保护设备连接，该水冷系统在所述控制保护设备的控制下，在所述换流链运行过程中对所述换流链进行冷却。

优选地，所述降压变压器用厂用变压器替换。

相应地，本发明还提供了一种抑制次同步振荡控制方法，该方法包括：测量发电机的转速和与发电机出口连接的降压变压器的二次侧的电气量；根据所测量的发电机的转速和所述电气量计算得到电流补偿控制信号；以及在所述电流补偿控制信号的控制下向所述降压变压器输出相应的无功电流。

优选地，所述根据所测量的发电机的转速和所述电气量计算得到电流补偿控制信号包括：根据所测量的发电机的转速得到无功给定输入；以及根据所述无功给定输入和所述电气量计算得到电流补偿控制信号。

优选地，根据所测量的发电机的转速得到无功给定输入包括：将所测量的发电机的转速与预定转速求差，得到转速偏差值；对所述转速偏差值进行过滤；以及将过滤得到的转速偏差值对应成相应控制的电气量，以作为所述无功给定输入。

优选地，该方法还包括：对所述无功电流进行过滤并向所述降压变压器输出过滤后的无功电流。

通过上述技术方案，本发明根据通过发电机的转速和与发电机出口连接的降压变压器的二次侧的电气量计算得到的电流补偿控制信号来向降压变压器输出相应的无功电流，从而有效抑制火电机组轴系的次同步振荡，保证机组稳定运行，并且可以有效避免明显的小扰动和直流功率快速调节引起的频繁超标的低幅次同步振荡。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。