[发明专利]一种基于全控型逆变器的次同步振荡抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统稳定与控制领域，尤其涉及一种基于全控型逆变器的次同步振荡抑制方法。

背景技术

随着我国电力系统的不断发展，大容量、远距离、跨区域输电已经成为电力系统发展的必然趋势。固定串联电容补偿及高压直流输电（HVDC）是提高电力系统输送能力及稳定性的经济有效措施。然而，固定串联电容补偿会引起发电机组的次同步谐振，HVDC又会与距离其较近的发电机组发生相互激励，产生次同步振荡，这两种现象都有可能导致发电机组的轴系疲劳，甚至可能引起轴系断裂。在次同步振荡抑制方面，国内外学者相继提出了一些抑制方法，大部分已经投入现场使用，如阻塞滤波器、附加励磁阻尼控制、静止无功补偿器、直流附加阻尼控制等。但这些方法在响应速度、占地面积、抑制由固定串补引起的次同步谐振，由HVDC、PSS及FACTS装置引起的次同步振荡的综合能力等方面均存在一定的缺陷，尚需一种弥补上述缺点的抑制方法。

发明内容

针对上述背景技术中提到的现有次同步振荡存在响应速度慢等不足，本发明提出了一种基于全控型逆变器的次同步振荡抑制方法。

本发明的技术方案是，一种基于全控型逆变器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，从中提取转速偏差中的次同步频率分量；

步骤2：采集全控型逆变器接入点所在的线路的电流，提取出其中的线路电流d轴分量中的次同步频率分量和线路电流q轴分量中的次同步频率分量；

步骤3：采集全控型逆变器的直流电容的电压偏差量；

步骤4：将转速偏差中的次同步频率分量和线路电流q轴分量中的次同步频率分量作为全控型逆变器控制器的q轴输入量；将全控型逆变器的直流电容的电压偏差量和线路电流d轴分量中的次同步频率分量作为全控型逆变器控制器的d轴输入量；

步骤5：全控型逆变器的控制器的q轴输入量和全控型逆变器的控制器的d轴输入量在全控型逆变器的输出电压中产生相应的电压分量，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。

所述发电机的转速偏差信号通过模态滤波器采集。

所述全控型逆变器采用主拓扑结构。

所述主拓扑结构包括三相两电平结构、多重化结构、嵌入式多电平结构、H桥级联结构和MMC结构。

所述线路电流d轴分量中的次同步频率分量和线路电流q轴分量中的次同步频率分量通过次同步电流滤波器提取。

本发明响应速度快，波形调制能力强，输出谐波小；稳态情况下处于接近零输出状态，对电力系统影响小；并联接入系统灵活，能够有效抑制各种原因引起的次同步振荡；与SVC相比，基本不受接入点系统电压影响，占地面积小。

附图说明

图1是次同步振荡阻尼阻断抑制方法示意图；

图2是次同步电流滤波器原理示意图；

图3是模态滤波器原理示意图；

图4是IEEE第一标准模型发生三相接地故障时发电机的转矩仿真曲线图；

图5是采用本发明的方法的IEEE第一标准模型中的发电机端发生三相接地故障时，发电机的转矩仿真曲线图。

具体实施方式

下面结合附图，对次同步振荡阻尼阻断结合抑制方法进行详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明提供一种基于全控型逆变器的抑制次同步振荡的阻尼阻断结合方法，用以进行电力系统中次同步振荡的抑制：全控型逆变器经连接变压器或小电感并联接入系统，采用dq解耦的直接电流控制，经次同步电流滤波器，在dq坐标系下提取全控型逆变器接入点系统侧电流中的次同步分量，将其分别作为控制器d轴和q轴的外环输入，用以产生阻断线路次同步电流的电流量；经模态滤波器，提取发电机转速偏差中的次同步频率分量，将其作为控制器q轴的外环输入，用以产生阻尼发电机组轴系扭振的电流量；将全控型逆变器直流侧的电容电压（H桥级联全控型逆变器取整体直流电压平均值）偏差量作为控制器d轴的外环输入，用以产生稳定直流侧电容电压的电流量。