[发明专利]海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统及方法

权利要求书

1.一种海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，其特征在于，所述附加阻尼抑制系统用于FACTS装置，系统包括：

次同步通道和超同步通道；所述次同步通道和所述超同步通道分别包括若干子通道；各所述子通道均由振荡分量提取模块、比例移相模块和限幅模块构成，且各所述子通道的振荡分量提取模块的特征频率均不同；

所述振荡分量提取模块，用于根据所述特征频率采集电压信号的振荡分量；

所述比例移相模块，用于将所述振荡分量的幅值输入到预置最优增益公式中获取最优增益，根据预置时间常数优化公式获取最优时间常数，并根据所述最优增益和所述最优时间常数生成所述子通道对应振荡频段的控制信号，从而使得阻尼最大化；

所述限幅模块，用于对所述控制信号的幅值进行限制；

其中，所述预置时间常数优化公式为：

式中，maxf为最大阻尼；ω_i为不同振荡模式的权重系数，对于阻尼较弱的振荡模式，可以设置较大的权重；λ{·}表示求解矩阵的特征值；Re(λ_i)、Im(λ_i)分别为模式i对应特征值的实部和虚部；A、B、C为常系数矩阵；F、G、H是由控制参数决定的系数矩阵，n为振荡模式的总数，λ_i为特征值，σ_i为振荡模式的阻尼比。

2.根据权利要求1所述的海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，其特征在于，还包括：叠加模块；

所述叠加模块，用于接收各所述子通道中的限幅模块输入的控制信号，并对各所述控制信号进行叠加并限幅。

3.根据权利要求1所述的海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，其特征在于，所述预置最优增益公式为：

其中，

式中，n为所述子通道的个数，V_i为所述振荡分量的幅值，S为所述FACTS装置的容量，η为用于抑制振荡的容量比，G为所有通道的最优总增益，G_i为通道i的最优增益。

4.根据权利要求1所述的海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，其特征在于，所述振荡分量提取模块由带阻滤波器和带通滤波器构成；

所述带阻滤波器，用于滤除所述电压信号的工频分量；

所述带通滤波器，用于提取所述电压信号中的振荡分量。

5.根据权利要求4所述的海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，其特征在于，所述带阻滤波器的特征频率为50Hz。

6.根据权利要求4所述的海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，其特征在于，所述带通滤波器的特征频率为振荡频率。

7.根据权利要求4所述的海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，其特征在于，所述带阻滤波器和所述带通滤波器实现方式包括：模拟滤波器和数字滤波器。

8.根据权利要求7所述的海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，其特征在于，所述数字滤波器实现方式包括：无限冲激响应滤波器和有限冲激响应滤波器。

9.一种海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制方法，其特征在于，应用于权利要求1-8中任意一种海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，方法包括：

振荡分量提取模块根据特征频率采集电压信号的振荡分量；

比例移相模块将所述振荡分量的幅值输入到预置最优增益公式中获取最优增益，根据预置时间常数优化公式获取最优时间常数，并根据所述最优增益和所述最优时间常数生成所述子通道对应振荡频段的控制信号，从而使得阻尼最大化；

限幅模块对所述控制信号的幅值进行限制；

其中，所述预置时间常数优化公式为：

式中，maxf为最大阻尼；ω_i为不同振荡模式的权重系数，对于阻尼较弱的振荡模式，可以设置较大的权重；λ{·}表示求解矩阵的特征值；Re(λ_i)、Im(λ_i)分别为模式i对应特征值的实部和虚部；A、B、C为常系数矩阵；F、G、H是由控制参数决定的系数矩阵，n为振荡模式的总数，λ_i为特征值，σ_i为振荡模式的阻尼比。