[发明专利]抑制次同步振荡的新能源发电厂串补并网系统、方法

说明书

本发明公开了一种抑制次同步振荡的新能源发电厂串补并网系统、方法，本发明的控制方法为基于电流补偿的次同步振荡抑制方法。本发明可以很好的抑制由于基于虚拟同步发电机的新能源发电厂与串补电网发生串联谐振而引发的次同步振荡，为基于虚拟同步发电机的新能源发电厂串补并网引发的次同步振荡问题提供了解决方案。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，特别是一种抑制次同步振荡的新能源发电厂串补并网系统、方法。

背景技术

随着新能源发电技术的发展，基于电力电子装置的新能源发电厂越来越多。与传统的基于同步发电机的发电厂相比，基于电力电子逆变器的新能源发电厂不能为弱电网提供电压和频率支撑，新能源发电厂在弱电网并网情况下常常会发生振荡失稳。为了使得新能源发电厂更加类似于传统的基于同步发电机的发电厂，虚拟同步发电机的控制方法被提出，采用虚拟同步发电机控制方法的并网逆变器可以为弱电网提供电压和频率支撑，因此，虚拟同步发电机控制策略在新能源发电中的研究越来越多，当前基于虚拟同步发电机控制策略的新能源发电厂也逐步开始投入使用。由于串补传输线路可以减少电能输送过程中的损耗，串补线路也是现代电力系统输电常用方式之一。因此，伴随着虚拟同步发电机技术在新能源发电领域的应用，基于虚拟同步发电机的新能源发电厂经串补并网的情况一定会出现。另外，根据已有的研究，虚拟同步发电机和传统的同步发电机具有类似的阻抗特性，两者均为感性阻抗。由于串补电容的影响，串补传输线路在低频段呈现容性阻抗，且线路串补度越高，线路阻抗的容性范围越大。考虑到基于同步发电机的传统发电厂串补并网在线路串补度较高的情况下会发生次同步振荡问题，基于虚拟同步发电机的新能源发电厂串补并网在串补度较高的情况下也会发生类似的次同步振荡。新能源发电次同步振荡会导致严重的功率损耗和设备损害，故基于虚拟同步发电机的新能源发电厂串补并网次同步振荡问题需要广泛的关注和研究。

为了抑制新能源发电系统的次同步振荡，一般采用新能源发电装备控制参数优化和阻抗重构的控制方法，无论是控制器参数优化还是阻抗重构控制均需要修改原有发电装备控制器，考虑到新能源发电装备众多且控制器不对外开放，控制器参数优化和阻抗重构控制法均难以实施，因此，研究附加振荡抑制装置来抑制新能源发电次同步振荡十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种抑制次同步振荡的新能源发电厂串补并网系统、方法，有效抑制新能源发电系统的次同步振荡。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于虚拟同步发电机的新能源发电厂串补并网系统，包括多个虚拟同步发电机；所述多个虚拟同步发电机通过交流总线接变压器；所述变压器经串补输电线路连接电网；所述多个虚拟同步发电机与变压器之间的交流总线上并接有三相补偿器，且所述三相补偿器的直流侧接有超级电容。

本发明述三相补偿器的直流侧接有超级电容，提高了三相补偿器低频振荡电流的补偿能力。

所述串补输电线路包括串联的电阻、电感和电容。结构简单，易实现。

为便于控制三相补偿器，本发明的三相补偿器与控制器连接。

本发明还提供了一种基于虚拟同步发电机的新能源发电厂串补并网系统的控制方法，包括以下步骤：

1)根据超级电容电压v_dc调整PI控制器或PID控制器的参数；

2)将所述PI控制器或PID控制器的输出值作为新能源发电厂串补并网系统的有功电流幅值I₀，同时测出三相补偿器并网点的电压相位θ，根据有功电流幅值I₀和电压相位θ计算出新能源发电厂串补并网系统有功电流{I₀*cosθ，I₀*cos(θ-2*π/3)，I₀*cos(θ+2*π/3)}；