[发明专利]通过双馈风机定子侧变流器抑制次同步谐振的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统控制技术领域，尤其涉及通过双馈风机定子侧变流器抑制次同步谐振的方法及装置。

背景技术

串联电容补偿可显著提高线路输送能力和暂态稳定性，在远距离风电外送中得以应用，但同时也存在诱发次同步谐振(SubSynchrous Resonance，英文简称为SSR)的风险。

风电场SSR问题得到了学术界和工业界的广泛关注。大量研究表明相比于其他类型的机组，双馈风力发电机组更容易引起SSR问题。SSR不稳定是由于双馈风力发电机组、电力电子变流器控制系统和串补输电线路之间的相互作用造成的。现有的方案是在输电线路中加入可控的晶闸管阀，由串联电容器组和晶闸管阀控制的电感并联构成可控串补装置。通过控制晶闸管阀中晶闸管的导通或关断来实现对可控串补装置总阻抗的平滑控制，进而有效地抑制系统的次同步谐振。然而，通过该方式必然要增加可控串补装置，需要在现有的线路上相应的增加硬件设备，增加了现有线路改进的复杂度和设备成本。

发明内容

本发明提供一种通过双馈风机定子侧变流器抑制次同步谐振的方法及装置，以提供一种通过改变双馈风机定子侧变流器控制策略以抑制次同步谐振的方式。

第一方面，本发明实施例提供了通过双馈风机定子侧变流器抑制次同步谐振的方法，包括：确定双馈风机转子的转速信号和次同步谐振频率；根据电磁转矩变化量与转速变化量的关系式的幅频特性和相频特性确定附加控制器，其中，所述附加控制器包括带通滤波模块和移相模块；通过使所述转速信号乘以附加控制器的传递函数得到附加控制信号；将所述附加控制信号注入定子侧变流器，使所述附加控制信号与所述定子侧变流器的原输出信号叠加，以生成抑制次同步谐振的附加转矩，其中所述附加转矩与转速变化量的相位差的取值范围为90度至270度。

第二方面，本发明实施例还提供了通过双馈风机定子侧变流器抑制次同步谐振的装置，该装置包括：信号确定单元，用于确定双馈风机转子的转速信号和次同步谐振频率；附加控制器确定单元，用于根据电磁转矩变化量与转速变化量的关系式的幅频特性和相频特性确定附加控制器，其中，所述附加控制器包括带通滤波模块和移相模块；附加控制信号确定单元，用于通过使所述转速信号乘以附加控制器的传递函数得到附加控制信号；附加转矩确定单元，用于将所述附加控制信号注入定子侧变流器，使所述附加控制信号与所述定子侧变流器的原输出信号叠加，以生成抑制次同步谐振的附加转矩，其中所述附加转矩与转速变化量的相位差的取值范围为90度至270度。

本发明通过确定双馈风机转子的转速信号和次同步谐振频率；根据电磁转矩变化量与转速变化量的关系式的幅频特性和相频特性确定附加控制器；通过使所述转速信号乘以附加控制器的传递函数得到附加控制信号。将附加控制信号注入定子侧变流器，使附加控制信号与定子侧变流器的原输出信号叠加，以生成抑制次同步谐振的附加转矩，其中附加转矩与转速变化量的相位差的取值范围为90度至270度。本发明解决现有次同步谐振抑制方式中需要改进硬件设备，增加施工复杂度及设备成本的问题，通过改变双馈风机自身定子侧变流器的控制策略，实现了抑制双馈风机串补输电系统中发生的次同步谐振的目的。

附图说明

图1a是本发明实施例一中的通过双馈风机定子侧变流器抑制次同步谐振的方法流程图；

图1b是本发明实施例一中的双馈风机串补输电系统示意图；

图1c是本发明实施例一中的双馈风机定子侧变流器控制策略图；

图1d是本发明实施例一中的附加转矩抑制次同步谐振的原理图；

图2是本发明实施例二中的另一种双馈风机定子侧变流器控制策略图；

图3是本发明实施例三中的通过双馈风机定子侧变流器抑制次同步谐振的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

根据双馈变流器的控制策略以及硬件组成，可以选择在转子侧变流器中附加阻尼控制策略，还可以选择在定子侧变流器中附加阻尼控制策略。例如，可以根据不同厂家生产的双馈变流器的硬件组成或控制策略不同，确定是在转子侧变流器中附加阻尼控制策略，还是在定子侧变流器中附加阻尼控制策略。