[发明专利]一种SVC抑制双馈风电场次同步振荡方法

说明书

本发明涉及发电机组次同步振荡领域，提出了一种抑制双馈风电场次同步振荡的方法。所述方法为使用SVC次同步阻尼控制器，是一种基于分模态控制方式的次同步阻尼控制器参数设计方法。可以将包含发电机组轴系扭振模式的分量，按各个模态分离、调制，从而增强次同步振荡阻尼的一种方法。本发明克服了传统比例控制器针对性差的缺点，各模态信号之间相互独立，针对各模态分量中的不稳定分量分别控制。既能抑制发电机组的扭振，又能避免与电气模式相关的阻尼削弱现象。

技术领域

本发明涉及一种基于SVC抑制双馈风电场次同步振荡的方法，属于电力系统次同步振荡抑制领域。

背景技术

随着社会发展，人们对能源的需求增加。由于传统能源的局限性，风力发电技术在我国得到了大规模的发展。为了提高大规模风电并网的传输功率，会在系统中使用串补电容。然而串联电容补偿却容易带来电力系统次同步振荡(SSO)问题。影响电力系统稳定性。目前应用广泛的风电机组有三种类型：双馈感应型风电机组、鼠笼异步型风电机组和永磁同步型机组。其中双馈感应型风电机组(DFIG)可实现快速独立的有功、无功解耦控制，与传统的定速风机相比，可通过变频器动态控制调节转速，进行最大功率跟踪控制，以实现高效发电。但DFIG更容易引起次同步振荡问题。

从产生机理上可将电力系统次同步振荡问题分为三大类：一是无关轴系，由串补系统自身引起的自激电气振荡问题，即感应发电机效应(IGE)；二是与轴系相关，风电机组轴系与机组换流器之间扭转矩相互作用而引发的次同步振荡，即次同步扭转矩相互作用(SSTI)；三是由输电线路的串联补偿电容与机组换流器之间由于耦合作用而引发的振荡，即次同步控制相互作用(SSCI)。工程中由于SSCI没有机械系统参与作用，系统对振荡的阻尼作用较小，导致振荡发散速度更快，危害相比其他电力系统次同步振荡问题更严重。

由于串补技术的广泛应用，学术界和工程界越来越重视对次同步振荡抑制的研究，并且提出了很多种抑制次同步振荡的措施。包括使用滤波器及增加系统阻尼；加装轴系扭振继电保护装置及改造发电机组；利用FACTS装置抑制SSO。其中FACTS装置包括NGH次同步谐振阻尼器(NGHSSRdamper)；可控串联电容补偿器(TCSC)；静止同步串联补偿器(SSSC)；静止无功发生器(STATCOM)；静止无功补偿器(SVC)等。

本发明使用的SVC次同步阻尼控制器，是一种基于分模态控制方式的次同步阻尼控制器参数设计方法。可以将包含发电机组轴系扭振模式的分量，按各个模态分离、调制，从而增强次同步振荡阻尼的一种方法。本发明克服了传统比例控制器针对性差的缺点，各模态信号之间相互独立，针对各模态分量中的不稳定分量分别控制。既能抑制发电机组的扭振，又能避免与电气模式相关的阻尼削弱现象。传统SVC采用电压控制的方式，由于母线电压的次同步分量远小于工频电压分量，发生严重次同步振荡时，其产生的次同步电流远小于工频电流，因此抑制次同步振荡效果差。而本发明采用对SVC的基频电纳进行次同步频率的调制的方法，相比传统电压控制方式抑制效果更好。

发明内容

本发明提供的是一种基于SVC抑制双馈风电场次同步振荡的方法。它可以针对各模态分量中的不稳定分量分别控制，通过适当的信号处理得到次同步电流参考信号，传入到发电机中，产生阻尼转矩，从而达到抑制次同步振荡的目的。

本发明提供的是一种基于SVC抑制双馈风电场次同步振荡的方法，通过以下技术方案来实现：

步骤1、获取发电机转速偏差信号，作为SVC控制系统的输入信号；

步骤2、将输入信号通过滤波处理，确定各个次同步振荡模态的振荡分量。经比例和相移环节，确定对应模态的控制信号。将其叠加并限幅后形成总的阻尼控制信号，经计算得出总电纳控制信号，如图2所示。

步骤3、利用总控制信号调节SVC的基波电纳，产生与发电机组轴系扭振模态频率互补的电流分量。

步骤4、将上述电流信号传入发电机中，产生阻尼转矩，进行次同步振荡抑制。