[发明专利]可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法及系统有效

专利信息
申请号: 201810401743.8 申请日: 2018-04-28
公开(公告)号: CN108493961B 公开(公告)日: 2020-07-28
发明(设计)人: 谢小荣;王帅 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: H02J3/24 分类号: H02J3/24;H02J3/38
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 张润
地址: 10008*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 可再生能源 系统 抑制 同步 振荡 方法
【权利要求书】:

1.一种可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法,其特征在于,包括以下步骤:

通过对可再生能源发电系统与电网联络输电线路的有功功率进行实时采样,以得到有功功率实时信号曲线;

对所述有功功率实时信号曲线进行次/超同步振荡频率辨识,以得到次/超同步振荡模态频率;

根据所述次/超同步振荡模态频率设计各模态频率对应的滤波器和比例-移相环节,对有功功率实时信号进行滤波、相位补偿及比例放大,以得到各模态下的控制信号;

根据可再生能源制氢系统的额定工作电压分别与最高工作电压的差值和与最低工作电压的差值对控制信号进行限幅,进而叠加控制信号,再做限幅后作为DC-DC变换器控制环节电压控制环给定值附加分量,其中,所述根据可再生能源制氢系统的额定工作电压分别与最高工作电压的差值和与最低工作电压的差值对控制信号进行限幅,进一步包括:根据所述可再生能源制氢系统的工作特性以及预设限制条件对所述控制信号进行限幅,并对限幅后的控制信号进行叠加,再限幅后以作为所述制氢系统中DC-DC变换器控制环节中电压控制环给定值的附加分量;以及

动态改变DC-DC变换器输出的直流电压使所述制氢系统的功率随电网功率波动而波动,以提高所述制氢系统对电网次/超同步振荡功率的电气阻尼,增加对次/超同步振荡功率的抑制作用。

2.根据权利要求1所述的可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法,其特征在于,所述对所述有功功率实时信号曲线进行次/超同步振荡频率辨识,进一步包括:

通过傅里叶分解识别得到所述次/超同步振荡功率频率。

3.根据权利要求2所述的可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法,其特征在于,所述通过傅里叶分解识别得到所述次/超同步振荡功率频率,具体包括:

对所述有功功率实时信号曲线进行傅里叶分解,以得到幅频特性曲线,并根据预设的次/超同步振荡功率门槛条件识别出满足所述功率门槛条件的振荡模态频率。

4.根据权利要求1-3任一项所述的可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法,其特征在于,所述根据所述次/超同步振荡模态频率设计各模态频率对应的滤波器以及比例-移相环节,进一步包括:

根据所述次/超同步振荡频率设计滤波器以及比例-移相环节,对所述有功功率实时信号曲线信号进行滤波、相位补偿及放大,以得到不同次/超同步振荡模态下的控制信号。

5.一种可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的系统,其特征在于,包括:

功率实时监测单元,用于通过对可再生能源发电系统与电网联络输电线路的有功功率进行实时采样,以得到有功功率实时信号曲线;

信号实时传输及接收单元,用于实时传输以及远程接收输电线路的功率信号;

信号频率识别单元,用于对所述有功功率实时信号曲线进行次/超同步振荡频率辨识,以得到次/超同步振荡模态频率;

前置信号处理单元,用于过滤功率实时信号的直流分量以及低频分量;

信号滤波单元,用于根据所述次/超同步振荡模态频率设计各模态频率对应的滤波器,对所述前置信号处理单元处理后的信号进行带通滤波;

比例移相单元,用于补偿功率实时信号的相移,并放大得到合适的控制信号;

信号限幅单元,用于根据可再生能源制氢系统的额定工作电压分别与最高工作电压的差值和与最低工作电压的差值对控制信号进行限幅,并叠加限幅后的控制信号,再做限幅后作为DC-DC变换器控制单元的电压控制环给定值附加分量,其中,所述信号限幅单元进一步用于根据所述可再生能源制氢系统的工作特性以及预设限制条件对所述控制信号进行限幅,并对限幅后的控制信号进行叠加,再限幅后以作为所述制氢系统中DC-DC变换器控制环节中电压控制环给定值的附加分量;以及

DC-DC变换器控制单元,用于控制DC-DC变换器输出电解槽的工作电压,并根据电压控制环给定值附加分量动态改变DC-DC变换器输出的直流电压使所述制氢系统的功率随电网功率波动而波动,以提高所述制氢系统对电网次/超同步振荡功率的电气阻尼,增加对次/超同步振荡功率的抑制作用。

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