[发明专利]一种DFIG与SSSC协调电力系统广域阻尼控制方法

说明书

一种DFIG与SSSC协调电力系统广域阻尼控制方法属于电力系统互联电网阻尼控制技术领域。本发明首先，辨识系统振荡参数判别系统阻尼情况，并获得电力系统振荡频率和阻尼比，其次，选取阻尼控制器的广域输入信号。再根据阻尼比设定目标，在SSSC中通过结合模糊控制原则利用无功调制进行功率振荡抑制；在DFIG中通过基于PI的PSS环节来提供阻尼转矩从而进行振荡抑制，而后协调二者实现电力系统广域阻尼控制。仿真结果表明，该方法简单有效，所提广域阻尼控制具有较强鲁棒性，并可有效增强互联电网功率振荡抑制能力。

技术领域

本发明属于电力系统互联电网阻尼控制技术领域，特别是涉及到一种DFIG 与SSSC协调电力系统广域阻尼控制方法。

背景技术

随着新能源发电蓬勃发展，风电大量并网，双馈感应风机(DFIG)得到广泛应用，如此带来的问题就是大规模的风电接入电网，可能会引起大量机组脱网等一系列严重问题，若不及时有效地处理，将会对电网公司和风电场造成巨大的损失。与此同时， SSSC也能为电网提供电压调控，SSSC并联在经串联补偿线路联网的风电场出口母线处，通过调节母线电压来达到控制线路潮流的目的。DFIG与SSSC在电网中的比重与容量逐步增加，也使得互联电网特性变得更为复杂，对电力系统功率振荡分析与抑制带来极大挑战，一旦发生功率振荡将会对电力系统造成巨大影响，所以如何改善系统阻尼特性，抑制功率振荡值得研究。传统同步机采用电力系统稳定器(PSS)进行阻尼控制，得到了广泛应用，也有学者将PSS控制环节结合DFIG或SSSC单独提供阻尼，但是对于含DFIG和 SSSC的电网，如果可以在DFIG或SSSC中附加阻尼作用，特别是当DFIG或SSSC 单独提供阻尼作用有限情况下，可能提供阻尼有限并且弱化振荡抑制效果，因此可利用DFIG和SSSC协调的广域阻尼控制方法为系统提供阻尼并抑制功率振荡提供一个新途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种DFIG与SSSC协调电力系统广域阻尼控制方法用于解决大规模的风电接入电网，对电力系统功率振荡分析与抑制带来极大挑战的技术问题。

一种DFIG与SSSC协调电力系统广域阻尼控制方法，包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，

步骤一、选取发电机转子角速度信号并利用矩阵束方法辨识并获得电力系统振荡频率f和阻尼比ξ；

步骤二、在两个不同区域内各选取一台发电机，这两台发电机振荡时的转速差Δω₁₃作为电力系统广域阻尼控制器的输入信号，所述电力系统广域阻尼控制器为基于DFIG与SSSC建立的电力系统广域阻尼控制器；

步骤三、建立SSSC无功调制机理的模糊阻尼控制器；

步骤四、建立DFIG有功调制机理的PSS阻尼控制器；

步骤五、制定DFIG和SSSC结合的协调广域阻尼控制方法；

①设定阻尼比阈值ε；

②根据电力系统的特征根公式和阻尼比公式计算并获得阻尼比ξ，将阻尼比ξ与设定的阻尼比阈值ε进行比较；

ξ＞ε，系统阻尼充足，电力系统维持现状；

ξ＜ε，首先开启步骤三建立的SSSC模糊控制器对系统进行阻尼调控，再次根据电力系统的特征根公式和阻尼比公式计算并获得阻尼比ξ，之后执行后续步骤，再次获得系统的阻尼比ξ并与阻尼比阈值ε进行比较，

ξ＞ε，系统阻尼充足，停止调控，

ξ＜ε，开启步骤四建立的DFIG有功调制机理的PSS阻尼控制器进行振荡抑制，调整有功调制环节增益K确定新的阻尼比ξ，再与阻尼比阈值ε进行比较，直至有功调制环节增益K确定的新的阻尼比ξ满足ξ＞ε。

所述步骤一中辨识并获得电力系统振荡频率f和阻尼比ξ的方法为：

将电力系统用常微分方程表示，