[发明专利]一种基于旁路电流补偿的次同步振荡抑制装置及方法

说明书

本发明提供一种基于旁路电流补偿的次同步振荡抑制装置及方法，涉及新能源并网系统稳定分析领域。本发明是通过采集风机出口线路上的旁路谐波电流进行幅值调节和移相处理，使之与线路中另一部分谐波分量幅值相等，相位相反，进而相互抵消，达到抑制次同步振荡的目的。本发明不需要FACTS装置作为注入电流源，减少了外部电流及谐波的干扰，简化了抑制系统的控制结构，能够保证电力系统的安全经济运行。

技术领域

本发明涉及新能源并网系统稳定分析技术领域，尤其涉及一种基于旁路电流补偿的次同步振荡抑制装置及方法。

背景技术

电力系统次同步振荡是由于电力系统中机械设备和电气设备的动态过程相互耦合作用而引发的持续的，甚至增幅的振荡，属于电力系统稳定分析领域的常见问题之一。因其振荡频率小于工频50Hz，所以被称为次同步振荡。目前关于次同步振荡的研究领域多集中于大规模火力和水力发电经串补技术和高压直流输电技术远距离送出。而对于风电并网系统次同步振荡问题的研究起步较晚。随着风电并网容量的不断提高，大规模风电并网引起的次同步振荡问题日益增多，严重威胁着电网的安全稳定运行。因此，有必要对于风电并网系统的次同步振荡防控措施进行深入研究。

目前，对于次同步振荡的抑制措施的研究，主要包括附加阻尼控制策略和基于FACTS装置的控制方法。附加阻尼控制策略是通过改进风机变流器的控制方式，在风机的控制回路引入阻尼控制环节，经过滤波器选频，使系统在次同步频率下呈现正阻尼，并使次同步分量快速衰减。这种控制方式附加装置简单，体积小，适用于小规模小扰动风电并网系统。对于已建成的大规模风电场，这种方法需要逐一改进风机变流器，不够简单易行。

FACTS装置有串联和并联之分。基于串联FACTS装置的控制策略，多为改变线路阻抗，类似于附加阻尼控制。基于并联FACTS装置的控制策略多为模态电流注入。这种方法将FACTS装置作为电流源，通过采集发电机转速偏差信号，经过适当的增益和相移处理后，作为控制信号，使FACTS装置注入与线路电流反相的次同步电流分量，抵消线路中原有的次同步电流分量，起到抑制次同步振荡的作用。这种方法响应速度快，抑制效果好，但是控制参数设计比较复杂，对系统运行状况比较敏感。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于旁路电流补偿的次同步振荡抑制装置及方法，不需要FACTS装置作为注入电流源，减少了外部电流及谐波的干扰，简化了抑制系统的控制结构，能够保证电力系统的安全经济运行。

为解决上述技术问题，本发明是采取以下技术方案来实现的：

一方面，本发明提供一种基于旁路电流补偿的次同步振荡抑制装置，包括并联带通滤波器、控制模块、电流调节器；

所述并联带通滤波器，与电流调节器相互并联，然后串联接入风机与升压变压器之间，i₁＝i₃，i₂＝0；当电力系统中含有次同步频率谐波分量时，并联带通滤波器阻抗增大，i₂≠0；