[发明专利]一种基于模态阻尼电流注入的次同步振荡抑制方法

摘要

本发明公开了电力系统稳定与控制领域中的一种基于模态阻尼电流注入的次同步振荡抑制方法。该方法提取发电机转速偏差信号中的次同步模态信号、全控型逆变器的直流电容的电压偏差量，经阻尼电流控制环节和直流电压电压控制环节得到用于抑制次同步振荡的次同步或超同步阻尼电流指令信号和维持全控型逆变器直流电压稳定的基波有功电流指令信号；通过PWM控制使全控型逆变器输出电流跟踪上述电流指令信号，注入到发电机组中，产生阻尼次同步振荡的电磁转矩，从而达到抑制次同步振荡的目的。本发明响应速度快，逆变器输出电流利用率高，同时可以兼顾多个次同步扭振模态，提高系统次同步稳定性，降低大型发电机的轴系扭振疲劳损伤。

主权项

一种基于模态阻尼电流注入的次同步振荡抑制方法，其特征在于：步骤1：采集发电机的转速偏差信号Δω；步骤2：转速偏差信号经模态滤波器提取出各模态信号Δω_i，具体包括：所述转速偏差信号Δω经模态1滤波器得到模态1信号Δω₁；所述转速偏差Δω信号经模态2滤波器得到模态2信号Δω₂…所述转速偏差信号Δω经模态N滤波器得到模态N信号Δω_N；步骤3：所述模态信号Δω_i经比例移相器得到各模态控制信号Δω_modi，具体包括：所述模态1信号Δω₁经比例移相器1得到模态1控制信号Δω_mod1；所述模态2信号Δω₂经比例移相器2得到模态2控制信号Δω_mod2…所述模态N信号Δω_N经模态N滤波器得到模态N控制信号Δω_modN；步骤4：所述模态控制信号Δω_modi（i=1,2…N）移相90度，得到正交的模态的模态控制信号（i=1,2…N）;步骤5：采集逆变器接入点系统侧abc三相电压值，经锁相环PLL得到a相基波电压的同步相角ωt及a相同步信号sinωt，依次滞后120度，分别得到bc相基波电压的同步相角ωt‑120度、ωt‑240度及其同步信号sin(ωt‑120)、sin(ωt‑240)；步骤6：所述abc相同步相角经加上可调相位（i=1,2…N）并分别取正弦和余弦，得到模态i的同步正弦调制信号和同步余弦调制信号，具体包括：模态i（i=1,2…N）的a相同步正弦调制信号，余弦调制信号；模态i（i=1,2…N）的b相同步正弦调制信号，余弦调制信号；模态i（i=1,2…N）的c相同步正弦调制信号，余弦调制信号；步骤8：根据所述模态控制信号Δω_modi、所述正交的模态控制信号、所述模态i的同步正弦调制信号和同步余弦调制信号，计算出模态i的abc三相阻尼电流（i=1,2…N），具体包括：情形1：模态i的a相阻尼电流；模态i的b相阻尼电流；模态i的c相阻尼电流；情形2：模态i的a相阻尼电流；模态i的b相阻尼电流；模态i的c相阻尼电流；步骤9：所述abc三相下的各模态阻尼电流（i=1,2…N）求和，得到abc各相的总阻尼电流，具体包括：a相的总阻尼电流；b相的总阻尼电流；c相的总阻尼电流；步骤10：采集全控型逆变器的直流电容的电压偏差量，经低通滤波器、比例积分环节得到基波有功电流峰值，该峰值分别乘以所述abc各相基波电压的同步信号，即得到维持逆变器直流电压稳定的abc各相基波有功电流补偿信号，具体包括：a相基波有功电流补偿信号；b相基波有功电流补偿信号；c相基波有功电流补偿信号；步骤11：所述abc各相总阻尼电流指令信号和所述abc各相基波有功电流补偿信号之和作为总电流参考值；步骤12：所述总电流参考值与逆变器的输出电流经PWM控制产生驱动信号控制全控型逆变器，使逆变器的输出电流跟踪总电流参考值，进而产生抑制次同步振荡和维持全控型逆变器直流电压稳定的电流分量。