[发明专利]双馈风机串补输电系统次同步谐振的抑制方法及装置

说明书

本发明提供一种双馈风机串补输电系统次同步谐振的抑制方法及装置，该方法包括：将双馈风机串补输电系统电流转化为转子静止αβ坐标系下的电流分量；对双馈风机串补输电系统进行比例谐振控制，调节比例谐振控制的谐振频率点为转子静止αβ坐标系下的电流分量的次同步频率，从风机侧抑制所述双馈风机串补输电系统中的次同步谐振。本发明基于转子静止坐标系下的比例谐振控制能够简化计算，提高计算效率，从风机侧抑制次同步谐振，实施灵活、实施周期短。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种双馈风机串补输电系统次同步谐振的抑制方法及装置。

背景技术

大容量远距离输电是我国风力发电发展的主要特点，风电串补是提升送电能力的重要手段，在国内得到了广泛地应用。集群风电经串补输电系统送出的运行特性复杂，可能面临次同步谐振等风险；美国德州、我国华北某地区、东北某地区等都先后发生过风电次同步谐振现象(Sub-synchronous Resonance，SSR)，其中华北地区因风电并网规模大、谐振发生次数多而最具典型性。风电串补输电系统次同步谐振的建模、机理分析与谐振抑制成为亟待解决的问题。在次同步谐振机理方面，文献“Modeling and Stability Analysis of aDFIG-Based Wind-Power Generator Interfaced With a Series-Compensated Line”(IEEE Transactions on Power Delivery,2009，24(3):1504-1514)、“Mitigating SSRUsing DFIG-Based Wind Generation”(IEEE Trans.on sustainable energy.2012，3(3):349-358)、“双馈风力发电机的次同步控制相互作用机理与特性研究”(电工技术学报，2013年，28(12)：142-149)对在双馈风机(Double-fed induction generation,DFIG)串补输电系统次同步谐振的三种机理进行了分析，文献“基于定转子转矩分析法的双馈风机次同步谐振机理研究”(中国电机工程学报，2015年，35(19)：4861-4869)和“双馈风力发电机串补输电系统全运行区域的次同步特性分析”(电网技术，2014年，38(9)：2429-2433)对风电串补输电系统次同步谐振的特性及影响因素进行了分析。在建模方面，文献“双馈风机串补输电系统次同步谐振影响因素及稳定区域分析”(电网技术，2015年，39(1)：189-193)中通过建立阻抗模型来分析风电串补次同步谐振现象，确定串联补偿度、风速以及电流控制参数对次同步谐振的影响。在抑制措施方面，文献“Impedance-Model-Based SSR Analysis forType 3 Wind Generator and Series-Compensated Network”(IEEE Transactions onEnergy Conversion,2012,27(4):984-991)和“Modal Analysis of a DFIG-Based WindFarm Interfaced With a Series Compensated Network”(IEEE Transactions onEnergy Conversion,2011,26(4):1010-1020)提出了基于转子侧变流器的有功、无功调节方法，文献“Modal analysis of grid-connected doubly fed induction generators”(IEEE Transactions on Energy Conversion,2007,22(3):728-736)采用STATCOM来抑制SSR和阻尼电力系统振荡，并将非线性优化设计步骤用于STATCOM中附加次同步阻尼控制环的设计。文献“On Active/Reactive Power Modulation of DFIG-Based Wind Generationfor Interarea Oscillation Damping”(IEEE Transactions on Energy Conversion,2011,26(2):513-521)利用机轴角速度作为输入信号，实现了双馈风机的附加阻尼控制。文献“Control of DFIG-Based Wind Generation to Improve Interarea OscillationDamping”(IEEE Transactions on Energy Conversion,2009,24(2):415–422)通过改进UPFC的控制策略。增加桨距角附加控制来实现对次同步谐振的抑制。文献“Novel STATCOMController for Mitigating SSR and Damping Power System Oscillations in aSeries Compensated Wind Park”(IEEE Trans.on Power Electronics,2010,25(2):429-441)根据转子角相位差进行有功功率调节，从而实现双馈风机的阻尼控制。