[发明专利]一种应用静止同步串联补偿器抑制风电次同步振荡的方法

说明书

本发明公开了一种应用静止同步串联补偿器(Static synchronous series compensator，SSSC)抑制风电次同步振荡(Sub‑synchronous oscillation，SSO)的方法。所述方法为：在风电基地外送汇集线路中通过耦合变压器串联接入静止同步串联补偿器，当系统发生次同步振荡时，利用静止同步串联补偿器输出与所在汇集线路中次同步振荡电流同相位的次同步电压分量，此时静止同步串联补偿器在系统振荡频率下等效成一正电阻；通过改变静止同步串联补偿器输出次同步电压的幅值大小，进而将系统振荡频率下的总电阻抬升至正值区间，使系统具有正阻尼从而有效抑制风电次同步振荡。本发明所述的抑制风电次同步振荡的方法，为解决风电次同步振荡问题提出一种新方案。

技术领域

本发明属于电力系统稳定控制领域，更确切地说，属于新能源风电安全并网控制技术领域。

背景技术

新能源技术迅猛发展，多个千万千瓦级大型风电基地在我国建成投运。大型风电基地远离负荷中心，新能源远距离外送是解决消纳问题的常用手段。然而，大型风电基地经固定串补交流线路外送电能时存在诱发次同步振荡(Sub-Synchronous Oscillation，SSO)的风险。其中，主流双馈风电机组(Doubly-Fed Induction Generator，DFIG)的稳定性问题尤为突出且备受关注。

目前，针对抑制DFIG-串补系统的SSO问题已提出诸多解决方案。主要集中于改造风电机组自身控制策略和设计并联型FACTS抑制装置。针对风电机组控制策略进行改造，虽然无需增加额外设备成本，但是在运行风电机组数目庞大，加之风电机组型号参数不一，所以一一进行改造工程量很大。针对设计并联型FACTS抑制装置，其中用STATCOM抑制SSO的附加控制策略已完成现场试验，并取得了较好的抑制效果。但受网架结构的影响，并联型FACTS抑制装置注入电流不可避免地存在分流效应，抑制效果降低，故需要升级装置容量来获得更优的抑制效果，所以装置成本也大大提高。

静止同步串联补偿器(Static Synchronous Series Compensator，SSSC)作为串联型FACTS家族的一员，因其控制十分灵活，通过向系统注入一个与线路电流几乎正交的电压，进而改变线路参数以达到调节潮流的目的。现有文献主要针对SSSC抑制火电机组SSO问题，未见文献报道研究SSSC抑制风电SSO问题。本文提出利用串联型FACTS装置(SSSC)抑制风电SSO问题的方法，该方法具有避免并联型FACTS装置的分流稀释效应的优势，同时该方法是电网侧提出抑制风电SSO问题的有效措施。

发明内容

本发明实施例提出一种应用静止同步串联补偿器抑制风电次同步振荡的方法，在风电基地外送汇集线路中通过耦合变压器串联接入静止同步串联补偿器，当系统发生次同步振荡时，利用静止同步串联补偿器输出与所在汇集线路中次同步振荡电流同相位的次同步电压分量，此时静止同步串联补偿器在系统振荡频率下等效成一正电阻；通过改变静止同步串联补偿器输出次同步电压的幅值大小，进而将系统振荡频率下的总电阻抬升至正值区间，所以系统具有正阻尼进而可以有效抑制风电次同步振荡。具体步骤包括：

A.监测并获得风电基地外送汇集线路中的次同步振荡电流分量；

B.对所述的次同步振荡电流分量进行相位校正补偿，获得反映实时相位信息的次同步振荡电流瞬时值；

C.对经过相位校正补偿后的次同步振荡电流瞬时值进行比例放大，得到静止同步串联补偿器输出次同步电压的附加调制波；

D.将叠加次同步电压调制波的总调制波进行载波移相正弦脉宽调制，静止同步串联补偿器输出次同步电压经耦合变压器接入汇集线路中。

获得风电汇集线路中的次同步振荡电流分量时，包括：

采用巴特沃斯数字低通滤波器与带阻滤波器串联的滤波方式，低通滤波器用于滤除高次谐波分量，带阻滤波器用于滤除工频分量。