[发明专利]基于变换器协同阻尼控制的双馈风电机组次同步谐振抑制方法

说明书

基于变换器协同阻尼控制的双馈风电机组次同步谐振抑制方法，涉及双馈风电机组并网控制技术领域。本发明是为了解决次同步振荡抑制方法设备利用率低、控制存在误差的问题。本发明将采集到的定子电流信号和网侧变换器电流依次经过Clark变换和Park变换并利用高通滤波器消除直流分量的影响，将定子电流的d、q轴扰动分量输入比例放大器中，获得转子电压附加信号，将网侧变换器的d、q轴扰动分量输入比例放大器中，获得网侧变换器电流参考附加信号，将转子电压附加信号加载到转子侧电流控制器的输出信号中，将网侧变换器电流参考附加信号加载到网侧变换器电流控制器的输入信号中，实现双馈风电机组次同步谐振的抑制。

技术领域

本发明属于双馈风电机组并网控制技术领域。

背景技术

串联补偿通过在线路上串补电容来减小线路等值电抗，可提高线路传输能力。但在大规模风电并网系统中，存在诱发次同步谐振(SSR)的风险，该问题得到了国内外广泛关注。

双馈风电机组是目前应用最广泛的风力发电机组类型，但其在串补情况下较其他类型机组更容易发生次同步振荡。目前双馈风电机组串联补偿线路的次同步振荡抑制方法主要可分为两大类：一类是利用柔性交流输电系统(FACTS)装置来进行抑制，另一类是通过风机自身附加阻尼控制进行抑制。为了抑制SSR而在现有线路上额外投入FACTS装置会增加投资成本，并且设备利用率不高。而现有附加阻尼控制抑制SSR的方法大都只在转子侧或者网侧一侧，选取转速、串补电容电压作为控制信号，而实际串补电容电压不能直接采集得到，需要通过采集到的线路电流进行预测，存在一定误差。

发明内容

本发明是为了解决现有次同步振荡抑制方法设备利用率低、控制信号采集存在误差的问题，现提供基于变换器协同阻尼控制的双馈风电机组次同步谐振抑制方法。

基于变换器协同阻尼控制的双馈风电机组次同步谐振抑制方法，包括以下步骤：

步骤一：采集双馈发电机定子绕组的定子电流信号i_{s_abc}和网侧变换器电流i_{g_abc}，

步骤二：将定子电流信号i_{s_abc}和网侧变换器电流i_{g_abc}依次经过Clark变换和Park变换获得同步旋转系下的定子电流信号i_{s_dq}和网侧变换器电流i_{g_dq}，

步骤三：利用高通滤波器消除i_{s_dq}和i_{g_dq}中直流分量的影响，分别提取定子电流的d、q 轴扰动分量和网侧变换器的d、q轴扰动分量，

步骤四：将定子电流的d、q轴扰动分量输入比例放大器中，获得转子电压附加信号，将网侧变换器的d、q轴扰动分量输入比例放大器中，获得网侧变换器电流参考附加信号，

步骤五：将转子电压附加信号加载到转子侧电流控制环的输出信号中，将网侧变换器电流参考附加信号加载到网侧电流控制环的输入信号中，实现双馈风电机组次同步谐振的抑制。

步骤一中，通过双馈发电机定子绕组的定子电流传感器采集定子电流信号i_{s_abc}，通过网侧变换器电流传感器采集网侧变换器电流i_{g_abc}。

步骤三所述的高通滤波器为二阶高通滤波器，该二阶高通滤波器的传递函数为：

其中，ω_n表示自然角频率；ξ表示阻尼比，取值为0.02；S表示拉普拉斯算子。

步骤四中比例放大器的转子侧比例系数的取值范围为0.03--0.21，网侧比例系数的取值范围为0.15---0.23。