[发明专利]一种基于统一潮流控制器的次同步谐振抑制方法和装置

说明书

本发明提供了一种基于统一潮流控制器的次同步谐振抑制方法和装置，先基于电网额定工频频率偏差确定附加次同步谐振阻尼控制信号，然后基于附加次同步谐振阻尼控制信号计算实际电流指令，最后根据实际电流指令确定实际电压指令，并根据实际电压指令实现汽轮机组次同步谐振的抑制，计算量小，且次同步谐振抑制效果明显；本发明无需新增接口、一次装置和二次装置，投资成本低，具有良好的经济性；且通过就近采集交流线路的电压，并通过交流线路的电压得到附加次同步谐振阻尼控制信号，避免了汽轮机组与统一潮流控制器之间的通信距离和延时。

技术领域

本发明涉及次同步谐振抑制技术，具体涉及一种基于统一潮流控制器的次同步谐振抑制方法和装置。

背景技术

串补技术(即串联补偿技术)可以大幅提高传输容量，被广泛用于远距离、大容量的点对网输电线路中，然而串补装置在有效增加功率传输容量的同时也可能引起次同步谐振。次同步谐振是电网与汽轮机组转子机械系统之间的次同步频率机电耦合谐振现象，会引起汽轮机组转子轴系持续甚至是增幅的扭转谐振，产生轴系疲劳损耗，严重情况下导致汽轮机组轴系损坏事故。

统一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)作为当前功能最为强大的柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission Systems，FACTS)，集成了静止同步补偿器(static synchronous compensator，STATCOM)和静止同步串联补偿器(staticsynchronous series compensator，SSSC)的无功补偿、调节节点电压、控制线路潮流的功能，具备拓展抑制次同步谐振/谐振的能力。

现有技术中心通常将统一潮流控制器配置在火电厂经串联补偿集中送出系统的汽轮机组近区交流线路上，测量汽轮机组轴系转速偏差，通过模态分解提取不同模态下的次同步谐振信号，控制无功发生源与系统交换无功电流，从而达到控制母线的电压，生成次同步转矩，达到抑制次同步谐振的效果。

但统一潮流控制器作为多功能的柔性交流输电系统，具备调节电压、控制潮流等重要功能，实际工程中多装设在电网重要节点处，不会装设在集中送出系统的汽轮机组近区。在获取次同步谐振信号的方式上，当统一潮流控制器经长距离线路与汽轮机组近区母线连接的情况下，难以通过汽轮机组轴系转速偏差抑制汽轮机组的次同步谐振，导致汽轮机组的次同步谐振抑制效果不明显。

发明内容

为了克服上述现有技术中汽轮机组的次同步谐振抑制效果不明显的缺陷，本发明提供一种基于统一潮流控制器的次同步谐振抑制方法和装置，先根据电网额定工频频率偏差确定附加次同步谐振阻尼控制信号，然后根据附加次同步谐振阻尼控制信号计算实际电流指令，最后根据实际电流指令确定实际电压指令，并根据实际电压指令实现汽轮机组次同步谐振的抑制，计算量小，且次同步谐振抑制效果明显。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种基于统一潮流控制器的次同步谐振抑制方法，包括：

根据电网额定工频频率偏差确定附加次同步谐振阻尼控制信号；

根据附加次同步谐振阻尼控制信号计算实际电流指令；

根据实际电流指令确定实际电压指令，并根据实际电压指令实现汽轮机组次同步谐振的抑制。

根据电网额定工频频率偏差确定附加次同步谐振阻尼控制信号，包括：

采集交流线路的电压，并将交流线路的电压经过锁相环环节，得到电网额定工频频率偏差；

通过统一潮流控制器中的附加阻尼控制器对电网额定工频频率偏差依次进行带通滤波、相位补偿、增益放大和限幅，得到附加次同步谐振阻尼控制信号。

根据附加次同步谐振阻尼控制信号，按下式计算实际电流指令：