[发明专利]一种直驱风机网侧变流器次同步振荡抑制的方法及系统

说明书

本发明公开了一种直驱风机网侧变流器次同步振荡抑制的方法及系统，涉及新能源发电控制技术领域，主要包括将直驱风机网侧变流器次同步振荡抑制的三相输出电流信号进行派克变换，并对变换后电流信号进行处理得到振荡信号角频率；根据振荡信号角频率构建具有并联关系的带阻滤波器‑比例积分控制器通道和带通滤波器‑比例谐振控制器通道；将控制器输出信号与变换后电流信号的差分别输入到上述通道中；根据上述通道的输出信号和前馈电压信号，确定网侧变流器主电路调制信号，进而驱动网侧变流器主电路工作。本发明提供的方法或者控制系统能够有效地增加次同步振荡频率下变流器的阻抗，防止直驱型风力发电机发生次同步振荡。

技术领域

本发明涉及新能源发电控制技术领域，特别是涉及一种直驱风机网侧变流器次同步振荡抑制的方法及系统。

背景技术

作为一种清洁的可再生能源，风力发电得到了世界各国的大力发展。在实际工程中发现，大量接入风力发电的系统，在某些情况下会发生次同步振荡(SSO)现象。次同步振荡现象会导致机组脱网，甚至是发电设备的损坏，严重影响电力系统的安全稳定运行。2009年，美国德克萨斯州的某风电场首次出现了该问题，此次SSO事故导致风机退出运行，并且损坏了部分风力发电机的撬棒电路。2012年底，中国华北沽源地区的风电场群也发生了类似事故，导致大量风机退出运行。此后，该地区的风电场又有多次发生类似事件。2014年夏季，中国新疆哈密三塘湖地区的风电场群也发生了次同步振荡，并导致附近的火电机组因轴系振荡而跳闸。目前，主流的风力发电机机组分为双馈型风力发电机和直驱型风力发电机。虽然，这两类风机都会发生次同步振荡，但是，其发生机理不同，抑制方法也不同。

目前，双馈型风机SSO事故的抑制对策研究较为充分，主要分为两类：第一类是调整DFIG自身的控制参数或升级其控制策略，第二类是通过加装合适的大功率电力电子设备并设计对应的振荡抑制策略。但是，直驱型风力发电机次同步振荡的抑制策略研究较少。有学者提出采用附加阻尼控制器的方案，其基本思路是采样网侧变流器的输出电流，滤波后获得振荡信号，经过相位调整和增益环节后，将信号加到网侧变流器的调制信号上。虽然理论分析和仿真验证表明该策略能够抑制系统的振荡，但尚未得到工程应用。而且，该控制方法不能自动辨识系统振荡的频率，若系统振荡频率发生较大变化，则该策略将无法维持系统的稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种直驱风机网侧变流器次同步振荡抑制的方法及系统，能够有效避免发生次同步振荡。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种直驱风机网侧变流器次同步振荡抑制的方法，包括：

获取直驱型风力发电机并网点的三相输出电压信号，并将所述三相输出电压信号经过派克变换后得到d轴电压信号和q轴电压信号；

获取直驱风机网侧变流器次同步振荡抑制的三相输出电流信号，并将所述三相输出电流信号经过派克变换后得到d轴电流信号和q轴电流信号；

对所述d轴电流信号或者所述q轴电流信号进行处理，得到振荡信号角频率；

根据所述振荡信号角频率，构建两个相同的电流跟踪控制环；其中，两个相同的电流跟踪控制环分别为第一电流跟踪控制环和第二电流跟踪控制环；所述第一电流跟踪控制环和所述第二电流跟踪控制环均包括两个并联的通道；两个所述通道分别为带阻滤波器-比例积分控制器通道以及带通滤波器-比例谐振控制器通道；

将直流电压控制器的输出信号与所述d轴电流信号的差输入到所述第一电流跟踪控制环中得到第一参考信号，将直流电压控制器的输出信号与所述d轴电流信号的差输入到所述第二电流跟踪控制环中得到第二参考信号；

将无功功率控制器的输出信号与所述q轴电流信号的差输入到所述第一电流跟踪控制环中得到第三参考信号，将无功功率控制器的输出信号与所述q轴电流信号的差输入到所述第二电流跟踪控制环中得到第四参考信号；