[发明专利]一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法

权利要求书

1.一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建基于双馈风电场经VSC-HVDC交直流并网系统混合阻抗模型；

2)根据混合阻抗模型和级联系统特性稳定判据通过合理配置参数的虚拟电阻控制方式抑制次同步振荡。

2.根据权利要求1所述的一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述的基于双馈风电场经VSC-HVDC交直流并网系统混合阻抗模型包括双馈风机阻抗模型、VSC-HVDC阻抗模型以及交流输电线路阻抗模型，其中，所述的交流输电线路阻抗与VSC-HVDC阻抗并联进行阻抗聚合，并与双馈风机阻抗形成串联阻抗网络。

3.根据权利要求2述的一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述的双馈风机阻抗模型的表达式为：

其中，Z_DFIG(s)为双馈风机的频域阻抗，R_s、L_s分别为定子电阻和定子漏感电抗，R_r、L_r分别为转子电阻、转子漏感电抗，L_m为感应电机的励磁电感，ω_m为转子角速度，K_p2、K_i2分别为RSC内环电流环控制比例和积分系数，ω_s为定子角速度，j为复数域中虚数单位，s为复频率。

4.根据权利要求2述的一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述的VSC-HVDC阻抗模型的表达式为：

其中，Z_VSC-HVDC(s)为VSC-HVDC的频域阻抗，K_p8、K_i8分别为VSC-HVDC整流侧外环有功控制比例和积分系数，K_p9、K_i9分别为VSC-HVDC整流侧内环电流控制比例和积分系数，ω为基准角频率，Z_c为端口处的滤波阻抗，j为复数域中虚数单位，s为复频率。

5.根据权利要求2述的一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述的交流输电线路阻抗模型的表达式为：

其中，Z_L(s)为交流输电线路频域阻抗，R_L、L_L分别为交流输电线路的电阻和电抗对应的电感，C为交流输电线路串补电容，j为复数域中虚数单位，s为复频率。

6.根据权利要求1述的一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述的步骤2)中，级联系统特性稳定判据具体为：

当双馈风电场与交流输电线路构成等效谐振回路，且在该频率点，阻抗为负值时，则发生谐振现象，即在Z_DFIG虚部与交流输电线路与VSC-HVDC的聚合阻抗Z_Σin虚部之和为0条件下，Z_DFIG与Z_Σin实部之和小于0时，则发生谐振并且发散振荡现象。

7.根据权利要求1述的一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述的步骤2)中，合理配置参数的虚拟电阻控制方式包括：

引入虚拟电阻增大双馈风机的等效阻抗，提高系统在次同步频段内的电阻大小。

8.根据权利要求7述的一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述的转子侧控制器引入虚拟电阻的控制具体为：

采取转子电流i_qr、i_dr作为虚拟电阻的输入信号，经过滤波环节和比例环节引入电压控制环，则有：

其中，R_vi为引入虚拟电阻控制的电阻大小，Δu_dqr分别为d、q轴电压变化量，K₀为虚拟电阻控制增益大小，i_dqr为转子d、q轴电流。

9.根据权利要求8述的一种基于附加虚拟阻抗控制的次同步振荡抑制方法，其特征在于，当虚拟电阻控制增益取双馈风电机组等效负电阻时，即K₀＝K_p2(1+K_p1U_sL_m/L_s)+R_r，系统的次同步振荡被完全消除。