[发明专利]风电场次同步振荡抑制器多机协调控制方法

摘要

本发明涉及一种风电场次同步振荡抑制器多机协调控制方法，系统包括：综合监控装置和分布在区域内各个风电场的次同步振荡抑制器。抑制器采集各个监测点的电压、电流数据并经过AD数据采集校正环节、信号滤波环节、次同步振荡频率辨识环节将处理后的数据及抑制器的设备信息通过无线网络传输给综合监控装置，综合监控装置基于接收的信息经过综合数据分析环节确定最佳的次同步振荡抑制方案，再经过自适应控制环节根据确定的次同步振荡频率和抑制方案匹配合适的控制参数，并通过无线网络将控制命令及控制参数信号发送给各个次同步振荡抑制器以启动次同步振荡抑制模式，各个抑制器利用自身的控制器在进行电压及无功功率控制的同时实现次同步振荡抑制作用。

主权项

1.一种风电场次同步振荡抑制器多机协调控制方法，风电场次同步振荡抑制器多机协调控制系统包括：综合监控装置和装设在各个风电场内的次同步振荡抑制器；风电场次同步振荡抑制器多机协调控制方法包括监测点AD数据采集校正、信号滤波、次同步振荡频率辨识、数据综合分析、自适应控制、数据无线传输、振荡抑制电流输出；所述AD数据采集校正，即由分布在各个风电场内的次同步振荡抑制器对系统电压、电流及装置输出电流信号进行采集，并对采集的模拟量信号作零偏校正和相位校正；所述信号滤波是指对采集到的模拟量信号经过低通滤波器滤波，并做相应的限幅；所述次同步振荡频率辨识，即对各个风电场监测点电网电压和流入电网的电流作FFT分析，得到所有次同步和互补的次同步振荡频率信号的幅值和相位，该频率范围为2Hz到49Hz；所述数据综合分析需要考虑多方面因素，包括振荡源、次同步振荡频率、各个风电场电压等级及短路容量、风电场发电量、次同步振荡抑制器输出功率和状态，在汇总上述信息的基础上，根据以往现场实测总结的规律确定最佳的次同步振荡抑制方案；所述自适应控制，即根据检测到的次同步振荡频率和所确定的次同步振荡抑制方案向分布在各个风电场内的次同步振荡抑制器发送控制指令，并根据自适应控制算法调整相关控制参数，达到最佳的控制效果；所述数据无线传输是指抑制器与综合监控装置之间的数据传输，包括次同步频率、装置信息及控制指令信号，其中无线传输网络可以采用3G网络或者项目现场已有的网络；所述振荡抑制电流输出，即是将通过无线网络接收到的次同步振荡抑制指令和相应的控制参数通过抑制器自身的调节最终转换为开关脉冲信号驱动抑制器功率模块，产生可以抑制次同步振荡的电流；本控制系统的监测点AD数据采集校正环节、信号滤波环节、次同步振荡频率辨识环节及振荡抑制电流输出环节由次同步振荡抑制器完成，即在装置级实现，其中数据校正环节的程序计算按照下式处理：其中，sintheta、costheta为电网电压同步信号的正余弦值；θ为补偿的角度，为信号传输延迟角或者变压器移相角；sinpll、cospll为校正后的同步信号正余弦值；信号滤波环节采用二阶低通滤波器，其传递函数如下所示：其中，ξ为滤波器阻尼系数，ω为滤波器自然角频率，G为滤波器通态增益，s为复变量；振荡抑制电流输出环节在不启动次同步振荡抑制模式时处于恒无功运行模式或者恒电压运行模式，由于振荡抑制器就地采集监测点的电压和电流信号，所以可以通过自身的闭环控制实现对系统的无功调节，其闭环控制是基于dq轴直流分量进行PI调节的，交流量到直流量的变换矩阵C如下式所示：上式中，ωt为对电网电压作软件锁相得到的同步信号正序相角；利用C的逆矩阵C^‑1对调节后的输出值再作逆变换即可得到基波调制信号，在振荡抑制模式启动以后，将次同步振荡抑制电流信号与此基波调制信号叠加即可得到最终的调制信号。