[发明专利]一种发电机机端次同步阻尼非线性控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统稳定与控制技术领域，具体涉及一种发电机机端次同步阻尼非线性控制方法，为机端次同步阻尼控制器进行机端补偿正序电流提供一种可行的控制方法。

背景技术

随着远距离大容量输电的需求上升，特别是大型煤电基地由于远离负荷中心，大多采用远距离厂对网输电模式，为了提高输送容量和系统稳定性，越来越多地采用固定串联电容补偿（FSC）、高压直流输电（HVDC）和一些基于电力电子技术的高速控制装置。然而，这些装置在一定条件下可能引发次同步谐振（SSR）或振荡（SSO）问题。轻微的SSR/SSO会降低汽轮发电机轴系寿命，严重的SSR/SSO可导致汽轮发电机轴系断裂，威胁机组和电力系统的安全稳定运行。

在解决SSR/SSO问题上，目前存在多种解决方法，主要包括：基于晶闸管电力电子器件的SVC解决方法；基于励磁系统的附加励磁阻尼控制解决方法以及阻塞滤波器进行滤波的解决方法等，并且都已经在国内有使用的案例。而基于STATCOM设计原理的新型电力电子器件的解决方案具有技术的先进性、性价比较高、谐波特性比较好以及容量扩展很方便等特点，其工程化应用方案的研究越来越被人们所重视。

基于STATCOM原型设计的机端次同步阻尼控制器通过在发电机机端进行对称电流补偿，来达到抑制次同步谐振的目的，所以需要关注补偿电流的各个频率分量对系统的影响。最理想的目标是在机端的补偿电流只包含有基于工频分量对称的次同步分量而超同步分量，不包含其它谐波分量。这样对发电机设备的安全运行来说是至关重要的。但是实际情况并非如此，工程实际应用的补偿装置都按照一定的容量来设计满足要求，而次同步谐振的控制反馈信号为次同步谐振在机组轴系引起的谐振信号，其大小随着故障类型的不同而不同，如果采用线性增益的控制方法，则输出信号很可能达到容量设定值而限幅，从而输出其它的谐波分量，对发电机设备的安全运行造成一定的隐患。

本发明所设计的发电机机端次同步阻尼非线性控制方法，通过对控制输出和控制输入的综合考虑，在线合适调整控制参数达到最后控制输出三相电流保持正序分量注入发电机，满足设备安全稳定运行的需要。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种发电机机端次同步阻尼非线性控制方法，以实现进行机端补偿的三相电流近似正序特征。

本发明具体采用以下技术方案：

一种发电机次同步阻尼非线性控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）采集转速脉冲信号，对所述转速脉冲信号进行解调获取机组的扭振信号dω(k)，对机组的扭振信号dω(k)进行滤波处理得到模态分离后的模态信号dω_i(k)，并提取模态幅值A_i(k)；

（2）计算非线性控制增益系数k_ip(k)，实现对所述模态幅值A_i(k)的动态调整；

（3）对经过滤波处理得到的模态分离后的模态信号dω_i(k)经过组合增益控制，即所述模态信号dω_i(k)乘以非线性控制增益系数，得到k_ip(k)*dω_i(k)后，经过组合移相进行控制算法闭环相位补偿，得到转子侧的模态控制量dω_i′(k)；

其中，移相环节的传递函数为：

T为设定的移相时间常数，相位补偿的角度能够在360度范围内进行补偿；最终得到转子侧的模态控制量dω_i′(k)，即：