[发明专利]一种通道解耦的发电机次同步阻尼控制器参数整定方法

说明书

本发明公开了一种通道解耦的发电机次同步阻尼控制器参数整定方法。本发明采用的技术方案为：基于次同步风险机组系统的数值仿真分析或者通过现场实测获取阻尼特性数据；基于通道解耦理论，计算得到系统自然通道、转子励磁通道和定子机端通道的次同步复转矩系数频率特性，进而得到各通道的相频特性和阻尼转矩系数频率特性；最后采用通道相位独立整定、阻尼结果线性叠加的整定方法，以系统综合阻尼转矩系数优化为目标，对各个附加通道次同步阻尼控制器移相环节和增益环节的控制参数进行解耦整定。利用本发明设计的次同步阻尼控制器参数整定方法可实现次同步阻尼控制器参数的解耦整定，有助于多通道次同步阻尼控制器参数的设计优化。

技术领域

本发明属于电力系统稳定控制技术领域，具体地说是一种通道解耦的发电机次同步阻尼控制器参数整定方法。

背景技术

次同步振荡首次出现在汽轮发电机经远距离串补线路输出的系统中，会造成发电机轴系损伤的严重后果。近些年来，在直流输电的送端机组以及新能源大规模接入弱电网的系统中都发生过次同步振荡，严重影响了电力系统的稳定运行。

目前从发电机侧抑制次同步振荡的有效措施主要有两类：基于常规励磁的附加励磁阻尼控制器SEDC和基于机端电力电子新装备的附加次同步阻尼控制器SSDC。现有次同步阻尼控制器的整定方法又可分为三类：基于简化解析方程的参数整定法(简称解析法)、基于数值仿真模型的全局优化参数整定方法(简称全局优化法)和基于现场测试的参数整定方法(简称现场测试法)。

解析法通过建立电气阻尼模型对控制全局优化法参数进行设计，以满足需要的次同步阻尼，但目前的解析法通常假定磁链恒定，从而得到交直轴解耦的简化计算公式，虽然有利于快速整定参数，但无法全面反映发电机系统的阻尼特性，难以确保获得最优的参数整定。全局优化法利用智能优化算法可基于精确的数值仿真模型开展，理论上可实现全局优化的控制参数整定，但优化整定结果比较依赖模型的准确性，难以利用现场数据进行校核。现场测试法是基于系统实际响应，进而通过公式整定方法或者工程经验方法对控制参数进行整定，但由于通道阻尼控制器作用产生的阻尼特性与系统阻尼相互耦合，现有的公式法和工程经验法均无法对次同步阻尼控制器进行精细化的解耦参数整定。

发明内容

针对上述问题和现有技术存在的不足，本发明提供一种通道解耦的发电机次同步阻尼控制器参数整定方法，以提升发电机次同步控制器参数整定的精准性。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，基于数值仿真分析或者现场实测数据，提供一种通道解耦的发电机次同步阻尼控制器参数整定方法，其包括：

步骤一，基于次同步风险机组系统的数值仿真分析或者通过现场实测，获得目标整定频段内系统自然通道的次同步复转矩系数频率特性K₀(jλ)；

步骤二，投入一种附加通道次同步阻尼控制器，仅设置控制器增益参数，获得此时系统的次同步复转矩系数频率特性K_s(jλ)；

步骤三，基于通道解耦理论，次同步阻尼控制器通道的次同步复转矩系数频率特性K_c(jλ)通过K_s(jλ)与K₀(jλ)相减计算得到，进而得到该控制器通道的相频特性和阻尼转矩系数频率特性；

步骤四，若同时采用两种附加通道次同步阻尼控制器，则退出步骤二中投入的次同步阻尼控制器，投入另一种附加通道次同步阻尼控制器，按上述步骤二和步骤三获得另一种次同步阻尼控制器通道的相频特性和阻尼转矩系数频率特性；

步骤五，基于通道解耦理论，以次同步阻尼控制器通道的相频特性和阻尼转矩系数频率特性为依据，采用通道独立整定、结果线性叠加的整定方法，以目标整定频段内系统综合阻尼转矩系数优化为目标，进行各个附加通道次同步阻尼控制器移相环节和增益环节控制参数的解耦整定。

进一步地，所述步骤一、二、三中的次同步复转矩系数频率特性用如下复数公式表示：