[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

说明书

本发明公开了一种可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法及系统，其中，方法包括：获取有功功率实时信号曲线；对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；根据次/超同步振荡模态频率设计各模态频率对应的滤波器，对有功功率实时信号进行滤波；对滤波后的功率信号进行相位补偿与比例放大得到各模态控制信号；对各模态控制信号进行限幅，限幅后叠加控制信号，作为DC‑DC变换器控制环节电压环给定值附加分量；由此可动态改变DC‑DC变换器输出的直流电压使制氢系统的功率随电网功率波动而波动，以提高制氢系统对电网次/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。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定与控制技术领域，特别涉及一种可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法及系统。

背景技术

随着传统能源的消耗殆尽以及人们保护环境意识的逐年提高，以风电为代表的可再生能源发电技术迅速发展。在世界各范围内，可再生能源发电比例均有显著增长，大规模开发利用风电也已成为我国能源战略中的重要组成部分。由于我国风能资源相对丰富的基地主要位于华北、西北和东北地区，其本地负荷低，风能资源就地消纳十分有限。而负荷中心主要位于东部沿海地区，远离风能资源中心，因此高电压、大功率、长距离输送风电已成基本格局。但风电大规模集中并网的同时，与电网相互作用导致的次/超同步振荡现象，已严重影响了风电的并网消纳，更威胁到电网的安全稳定运行。

为改善新能源并网引发的一系列问题以及谋求新能源最大化消纳，在风电场、光伏电站投资兴建大型消纳设备的呼声也越来越高。因此，对间歇性新能源发电系统可起到“削峰填谷”作用的可再生能源制氢系统受到了广泛关注，并取得了一定的研究进展。

目前可再生能源制氢系统主要可分为离网型制氢系统和并网型制氢系统两大类。离网型可再生能源制氢系统主要是针对偏远无电地区、海岛地区或无电网连接等地区的风能资源浪费问题，利用离网型可再生能源制氢系统制取氢气，提高风能资源的利用率，减少风能浪费。并网型可再生能源制氢系统主要是针对风电的不确定性、间歇性等特点导致并网运行产生的功率波动问题。在风电高峰时期，将多余的电能通过制氢系统制氢储能；而风电出力不足时，辅助以燃料电池将储存的氢气转化为电能，平滑风机功率出力，提高风电并网能力。由此总结，目前可再生能源制氢系统对电网安全稳定运行改善方面的研究主要集中于将其作为能量载体，通过能量的吸收与释放，平滑风机功率处理。而大规模新能源接入电网形势下，电网的动态稳定性问题突出，可再生能源制氢系统作为接入到可再生能源发电系统中的设备，应充分挖掘其改善可再生能源并网稳定特性的潜力，研究利用可再生能源制氢系统抑制新能源并网引发的次/超同步振荡问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法，该方法能有效抑制电力系统的次/超同步振荡现象，且不会影响可再生能源制氢系统的正常工作。

本发明的另一个目的在于提出一种可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种可再生能源制氢系统抑制次/超同步振荡的方法，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及比例-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，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环给定值附加分量；进而可动态改变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。