[实用新型]基于NGH方法的电力次同步谐振抑制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气控制工程中的一种基于NGH方法的电力次同步谐振抑制系统，属于电力系统次同步谐振抑制技术领域。

背景技术

随着人类社会的发展，电力系统中出现了越来越多种类的用户，由于用电设备的多样化和非线性负荷的大量增加，电力系统中出现次同步谐振的概率也大大增加。由于国际上已经发生多起由次同步谐振引起的发电机严重故障，国内外许多学者都已经从不同的角度对次同步谐振的抑制进行了研究。近年来，在次同步谐振抑制方面已经取得了一些成就，其中NGH方法已经在美国得到了工程实用验证。

相较于其他抑制方法，NGH方法的硬件结构简单，控制也不复杂，能够在工程应用中达到较好的效果，并且在系统的正常运行时几乎没有附加影响，具有很好的工程实用价值。但是这种方法对其应用的系统结构有比较高的要求，NGH结构必须同时跨接在电力系统串联补偿电容和电网等效电容的两端，但通常实际情况下只能跨接在串联补偿电容的两端。当不能达到上述要求时，NGH结构就不能达到预期的抑制效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对背景技术中NGH结构存在的应用要求问题，根据电力系统的特点，并结合NGH结构特性和大功率逆变器的成熟应用，对NGH方法进行改进，提出一种基于NGH方法的电力次同步谐振抑制系统。

本实用新型的基于NGH方法的电力次同步谐振抑制系统，包括由发电机、变压器、电感、电阻、串联补偿电容、电网等效电容依次串接后连入电网构成的电力系统，还包括由串联电容、逆变器模块和逆变器控制单元组成的次同步谐振抑制结构，所述逆变器模块的一个输出端串接串联电容后连接于电力系统中串联补偿电容的输入端，逆变器模块的另一个输出端连接于电力系统中串联补偿电容的输出端，逆变器控制单元与逆变器模块连接以对其进行控制调节。

上述逆变器模块由两个反向并联的IGBT逆变器构成；上述串联电容容值为电力系统中串联补偿电容容值的两倍。

本实用新型的技术效果如下：

1、能够更好地对电力系统次同步谐振进行抑制；

2、设备控制方便，通过控制逆变器就可以控制本实用新型是否对电力系统作用，控制更加安全；

3、在电力系统串联补偿电容占总电容(串联补偿电容和电网等效电容之和)比例较小时依然能有较好的抑制效果，更加适用于工程实现；

4、设备结构简单，易于实现维护。

附图说明

图1为本实用新型整体实验系统结构框图。

图2为图1所示系统正常运行时的效果图。

图3为图1所示系统次同步谐振时的效果图。

图4为图1所示系统次同步谐振时，使用NGH方法同时控制串联补偿电容和电网等效电容时的效果图。

图5为图1所示系统次同步谐振时，使用NGH方法只控制串联补偿电容时的效果图。

图6为图1所示系统次同步谐振时，应用本实用新型只控制串联补偿电容时的效果图。

图2～图6中：(a)均为发电机出口电压；(b)均为串联补偿电容电压；(c)均为电气转矩阻尼；(d)均为发电机大轴转矩；(e)均为发电机励磁转矩。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型整体系统结构包括电力系统和次同步谐振抑制结构。发电机、变压器、电感、电阻、串联补偿电容C₁、电网等效电容C₂依次串接后连入电网构成电力系统；串联电容C_NGH-C、逆变器模块和逆变器控制单元组成次同步谐振抑制结构，所述逆变器模块采用两个反向并联的IGBT逆变器组成，逆变器模块的一个输出端串接串联电容C_NGH-C后连接于电力系统中串联补偿电容C₁的输入端，逆变器模块的另一个输出端连接于电力系统中串联补偿电容C₁的输出端(次同步谐振抑制结构跨接在串联补偿电容C₁两端)，逆变器控制单元用以对逆变器模块进行控制调节。从效果考虑，串联电容C_NGH-C容值应适当大一些，但从成本考虑，这里串联电容C_NGH-C容值取电力系统中串联补偿电容C₁容值的两倍。

在电力系统正常运行时，次同步谐振抑制结构不对系统产生作用，对电力系统没有影响；当电力系统发生次同步谐振故障时，逆变器控制单元会检测到串联补偿电容C₁的电压超出规定电压范围，从而控制逆变器模块作用，使系统中串联补偿电容C₁进行充放电，从而使谐振能量自行衰减，抑制谐振，直至系统恢复到正常状态。

实验验证：