[发明专利]直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法

说明书

一种直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法，在基础矢量控制策略环节基础上，通过增加次超同步频率检测环节、次超同步频率电流获取环节和次超同步频率电流控制环节实现。次超同步频率检测环节根据三相电网电压Usubgt;gabc/subgt;输出次超同步振荡频率fsubgt;ss/subgt;、次超同步第一振荡角度θsubgt;ss1/subgt;和次超同步第二振荡角度θsubgt;ss2/subgt;；次超同步频率电流获取环节根据输入的dq轴参考电流Isubgt;gdref/subgt;、Isubgt;gqref/subgt;和dq轴实际电流Isubgt;gd/subgt;、Isubgt;gq/subgt;，在基于次超同步第一振荡角度θsubgt;ss1/subgt;、次超同步第二振荡角度θsubgt;ss2/subgt;的同步旋转坐标系下求取第一振荡频率dq轴电流Isubgt;gdss1/subgt;、Isubgt;gqss1/subgt;和第二振荡频率dq轴电流Isubgt;gdss2/subgt;、Isubgt;gqss2/subgt;；次超同步频率电流控制环节对第一振荡频率dq轴电流Isubgt;gdss1/subgt;、Isubgt;gqss1/subgt;和第二振荡频率dq轴电流Isubgt;gdss2/subgt;、Isubgt;gqss2/subgt;进行闭环控制，输出次超同步频率αβ轴控制电压Usubgt;gcαss/subgt;、Usubgt;gcβss/subgt;。

技术领域

本发明涉及一种直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法。

背景技术

随着风力发电等新能源并网容量的增加，大功率电力电子技术的广泛采用，以多源多变换复杂交直流系统为组成架构的新能源电力系统逐渐形成。风力发电机组包含双馈和直驱两种主要机型，其中直驱风电机组一般采用电压源逆变器(Voltage SourceConverter，VSC)并入并网，电压源逆变器大规模并网时可能存在因次同步控制相互作用(Sub-Synchronous Control Interaction，SSCI)诱发的电网在特定频率的持续振荡现象，这种振荡现象称为电网次超同步振荡。在电网出现次超同步振荡时，并网设备不仅存在次超同步振荡频率f_ss的电流，在基波频率f_base对称分布的另外一侧，同时存在的2f_base-f_ss频率的电流。

针对目前出现的新能源发电并网可能诱发的电网次超同步振荡问题，专利CN201510351331.4“一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制装置及方法”采用在发电机端并联三相逆变器方式，根据信号检测模块获得的锁相误差信号通过无功电流的控制，进而调节电气阻尼大小，以实现抑制系统次同步振荡，主要应用在发电机定子直接并网场景。专利CN201710378737.0“基于虚拟阻抗控制的双馈风机次同步振荡抑制方法”，从转子控制器结构出发，研究转子电流和转子控制器输出电压的关系，得到虚拟电阻值和虚拟电感值，通过控制在转子回路引入一个虚拟阻抗，进而起到增大次同步振荡阻尼以实现抑制次同步振荡的作用，只是针对双馈风机及变流器应用。专利CN201410653094.2“一种基于SVG抑制风机并网引起的次同步振荡方法”，通过FFT测量电网次同步振荡频率，设计带通滤波器BPF，在DQ旋转坐标系下得到无功电流指令，通过无功电流闭环控制实现次同步振荡抑制。上述方法均未考虑直驱风电机组并网场景的应用，仅考虑到检测到的电网次超同步频率f_ss振荡的抑制，未考虑在基波频率f_base另一侧对称分布的2f_base-f_ss频率的电流抑制作用。

发明内容