[发明专利]一种发电机机端次同步阻尼控制系统及次同步阻尼控制方法

权利要求书

1.一种发电机机端次同步阻尼控制系统，包括上侧控制器、下侧控制器、电力电子功率单元、阻尼控制系统升压变压器；其特征在于：

所述上侧控制器采集发电机的转速脉冲信号，从转速脉冲信号中提取出扭振信号后，通过模态滤波得到各次同步模态扭振信号，并对模态扭振信号比例放大以及移相处理，得到发电机转子侧的模态控制量；

所述上侧控制器采集发电机机端的三相电压、三相电流电气量，获得发电机当前的磁场旋转角度，将发电机转子侧的模态控制量转换成三相目标电流指令；

所述上侧控制器和下侧控制器通过光纤连接通讯，所述上侧控制器将所述三相目标电流指令下发给下侧控制器；

所述下侧控制器的输出端连接电力电子功率单元输入端，并依据接收到的三相目标电流指令来控制电力电子功率元件IGBT的导通、关断角度，将三相目标电流转换成三相交流电流输出；

所述电力电子功率单元的输出端连接至阻尼控制系统升压变压器的输入端，通过阻尼控制系统升压变压器将电力电子功率单元的所述三相交流电流输出转换成和发电机机端同一电压水平等级的补偿电流注入发电机机端。

2.根据权利要求1所述的发电机机端次同步阻尼控制系统，其特征在于：

所述下侧控制器还采集所述电力电子功率单元中各个链接的直流电压，实现对电力电子功率单元直流电压的闭环控制。

3.根据权利要求1或2所述的发电机机端次同步阻尼控制系统，其特征在于：

所述电力电子功率单元采用链式逆变器拓补结构，所述电力电子功率单元的每一相链接由多个功率单元串联组成。

4.一种基于权利要求1-3所述的发电机机端次同步阻尼控制系统的次同步阻尼控制方法，所述方法能够实现增加发电机组的次同步模态频率的阻尼，达到抑制机组次同步谐振的控制目标，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)上侧控制器采集发电机的转速脉冲信号、发电机机端三相电压、三相电流信号，通过电缆把电力电子功率单元输出三相电压、输出三相电流接入上侧控制器进行监测，上层控制器和下层控制器通过光纤连接通讯；

(2)所述上侧控制器对转速脉冲信号进行解调获取机组的扭振信号dω，同时对机组的扭振信号dω进行滤波处理得到模态分离后的各次同步模态扭振信号dω(k)；

(3)所述上侧控制器对经过滤波处理的所述模态扭振信号dω(k)经过比例放大、移相以及限幅环节的处理得到转子侧的模态控制量dω′(k)；

(4)上侧控制器对采集到的发电机机端三相电压进行锁相闭环处理，获取发电机系统的电气角度θ；

(5)转子侧的模态控制量dω′(k)通过包含系统电气角度θ及可整定角度θ′的dq坐标变换，变换成定子侧的控制量，即最终控制的三相目标电流指令i_a、i_b、i_c，三相目标电流指令i_a、i_b、i_c包含两个频率分量：ω₀+dω′(k)和ω₀-dω′(k)，其中，ω₀为电力系统频率，可整定角度θ′通过现场试验的方式来整定；

(6)下侧控制器接收上侧控制器下发的三相目标电流指令i_a、i_b、i_c，同时通过直流电压平衡控制生成目标电流指令的偏差量，把此偏差量和三相目标电流指令i_a、i_b、i_c综合求和，生成最终的跟踪输出目标指令i_a′、i_b′、i_c′；

(7)所述下侧控制器根据最终的跟踪输出目标指令i_a′、i_b′、i_c′控制电力电子功率单元各链接中的IGBT导通、关断角度，最终生成低电压等级的三相功率电流输出i_a″、i_b″、i_c″；

(8)所述三相功率电流输出i_a″、i_b″、i_c″再经过阻尼控制系统升压变压器最终生成补偿到发电机机端的三相补偿电流i_a″′、i_b″′、i_c″′。