[发明专利]一种基于SVG抑制风机并网引起的次同步振荡方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网的无功补偿系统，特别是涉及一种风力发电厂风机并网时引起的次同步振荡的抑制方法。

背景技术

目前，风电场在远距离大规模的送电技术中，主要采用两种技术，即串补电容技术和直流输电技术。但这两种技术都可能引发风电系统的次同步振荡，即频率为2～50Hz的振荡，并且会严重影响输电的可靠性，造成大量的风电机组解列。

电网中的次同步振荡通常由串补电容的谐振频率造成，并因为落在发电机模态频率附近或控制器谐振频率附近而被放大。如果系统在此频率下呈现低阻尼特性，次同步振荡会持续较长时间，从而在一定程度上影响系统的稳定性；如果系统在此频率下呈现负阻尼特性，次同步振荡电流会被不断放大，而最终会导致系统崩溃。

无功补偿装置作为常用的电力系统稳定装置，在电网中应用比较广泛。其中SVG的应用更为灵活，因其可以向电网中注入指定频率的电流，改善系统的暂态特性和稳态特性，因此，研究如何使用无功补偿装置(SVG)对次同步振荡的状况进行抑制、从而改变系统的稳定性具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是提供一种采用无功补偿装置(SVG)的方法，进行抑制因风机并网而引起的次同步振荡，因而改变系统的稳定性，使系统运行可靠。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于SVG抑制风机并网引起的次同步振荡方法，包括对系统电流振荡频率的测量、带通滤波器的设计校正、SVG电流环控制设计，以及分布式补偿风电并网次同步振荡的补偿策略。

所述的测量电网次同步振荡电流的频率，即在2Hz～50Hz范围内，测量风电机组流入电网的电流，作FFT分析，得到所有的次同步振荡频率。

所述的带通滤波器的设计校正，即将系统的工频频率与次同步电流振荡频率的差值设为带通滤波器的中心频率，设计带通滤波器BPF。

所述的SVG电流环控制设计，即是在DQ旋转坐标系下解耦，并在DQ旋转坐标系下将系统检测得到的次同步震荡电流信号通过上述滤波器后得到无功电流指令。

所述的分布式补偿风电并网次同步振荡的补偿策略，即是通过分布式止步G补偿点设计，增大止步G对电网次同步震荡电流补偿的容量，在不同节点有针对性地抑制风电的并网次同步震荡问题。

有益效果

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1.使用FAC正止装置抑制电网次同步震荡问题，无需额外增加成本，拓展了止步G应用的领域。

2.相比理论化的计算和调整方法，无需对风电并网系统进行精确建模，通过测量次同步电流反馈信号即可提供有效的正阻尼作用。

3.次同步电流容量扩容简单方便，适用于分期投资建设的风电项目。

附图说明

图1风机次同步振荡频谱

图2系统总体构成图

图3信号滤波器设计

图4SVG次同步谐振抑制控制器

图5风电并网分布式SVG次同步谐振拓扑

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的详细说明。

参见图1至图5。本发明基于SVG抑制风机并网引起的次同步振荡方法，包括对系统电流振荡频率的测量、带通滤波器的设计校正、SVG电流环控制设计，及分布式补偿风电并网次同步振荡的补偿策略。

第一步，测量电网次同步振荡电流的特征频率。即在2Hz～50Hz范围内，测量风电机组流入电网的电流，作FFT分析，得到所有的次同步振荡频率，如图1所示。在图1中，发现系统在40Hz附近存在次同步电流分量。将50Hz-40Hz＝10Hz设为带通滤波器的中心频率，设计带通滤波器BPF。

上述BPF设计为二阶带通滤波器，中心频率设置在10Hz处，增益设置为-1，得到滤波器BPF的传递函数如下，