[发明专利]一种直驱风电柔直外送系统的次同步振荡抑制方法及系统

说明书

本发明涉及一种直驱风电柔直外送系统的次同步振荡抑制方法及系统，属于风力发电系统技术领域，解决了现有技术中次同步振荡抑制方法难以解决直驱风电柔直外送系统的次同步振荡的问题。包括：获取直驱风电柔直外送系统的运行数据；基于所述运行数据，得到直驱风电柔直外送系统增加附加能量补偿支路后的振荡发出能量和系统耗散能量的能量变化率，进而得到直驱风电柔直外送系统的稳定性指标；以直驱风电柔直外送系统的稳定性指标取最小值为目标函数约束条件建立控制参数优化模型，确定各附加能量补偿支路的控制参数，并启用参数确定后的各附加能量补偿支路，实现直驱风电柔直外送系统的次同步振荡抑制。

技术领域

本发明涉及风力发电系统技术领域，尤其涉及一种直驱风电柔直外送系统的次同步振荡抑制方法及系统。

背景技术

随着高比例风电经柔直外送系统接入，系统呈现显著的电力电子化特征，次/超同步振荡事故频发，引发大规模风机脱网，甚至造成柔直线路停运，严重威胁电网安全稳定运行。

目前的研究方法大多仅针对固定振荡频率点及单一设备进行控制。当外送系统运行方式改变，控制策略难以自适应振荡频率的变化，且并未充分考虑直驱风电及柔直换流站的相关设备协同控制能力。目前，针对直驱风电柔直外送系统的次同步振荡抑制方法仍缺乏相应的研究。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种直驱风电柔直外送系统的次同步振荡抑制方法及系统，用以解决现有次同步振荡抑制方法难以解决直驱风电柔直外送系统的次同步振荡的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种直驱风电柔直外送系统的次同步振荡抑制方法，包括以下步骤：

获取直驱风电柔直外送系统的运行数据；

基于所述运行数据，得到直驱风电柔直外送系统增加附加能量补偿支路后的振荡发出能量和系统耗散能量的能量变化率，进而得到直驱风电柔直外送系统的稳定性指标；

以直驱风电柔直外送系统的稳定性指标取最小值为目标函数约束条件建立控制参数优化模型，确定各附加能量补偿支路的控制参数，并启用参数确定后的各附加能量补偿支路，实现直驱风电柔直外送系统的次同步振荡抑制。

进一步地，所述直驱风电柔直外送系统的运行数据包括：柔直内环电流指令值、积分器输出电压，柔直换流器电流，网侧变流器滤波电感出口的电压，网侧变流器锁相环输出的相角扰动量，网侧变流器输出电流，网侧换流器出口的滤波电感，网侧内环积分器的输出量。

进一步地，所述增加的附加能量补偿支路包括：

附加能量补偿支路1：在柔直系统的电流内环控制支路中引入电压外环输出的电流指令值，经控制参数k₁输出至柔直系统的电压输出量中；

附加能量补偿支路2：在网侧内环q轴控制系统中引入锁相环偏差量，经控制参数k₂输出至网侧内环q轴的电压输出量中。

进一步地，所述控制参数优化模型表示为：

式中，h表示稳定性指标，V_i表示第i种振荡发出能量，W_j表示第j种耗散能量，n表示振荡发出能量的种类总个数，m表述耗散能量的种类总个数；ξ_i(ω,k)表示第i种振荡发出能量的能量流变化率，η_j(ω,k)表示第j种耗散能量的能量流变化率，k_min、k_max为控制参数k₁和k₂的取值上、下限，k为控制参数k₁或k₂的取值；ω为dq轴坐标系下系统的振荡频率。

进一步地，通过以下方式计算ξ_i(ω,k)、η_j(ω,k)：