[发明专利]一种风场柔直接入系统送受端次同步振荡抑制方法

说明书

本发明公开了一种风场柔直接入系统送受端次同步振荡抑制方法，首先在静止同步补偿器不能准确接收受到干扰的情况下，考虑负载支路的影响，建立包含不确定参数和外部干扰的数学模型；基于STATCOM的状态空间设计H∞鲁棒控制器，针对系统模型的不确定性对次同步振荡的影响，把设计抑制次同步振荡的控制器归结为求解H∞鲁棒控制理论的混合灵敏度问题，得到H∞鲁棒控制器；基于H∞鲁棒控制器进行系统次同步振荡的抑制。本发明不仅能够在系统具有不确定参数时取得良好的补偿性能，而且对参数变化和外部扰动具有较强的鲁棒性，从而抑制次同步振荡。

技术领域

本发明属于新能源接入电网系统振荡抑制技术领域，具体涉及一种风场柔直接入系统送受端次同步振荡抑制方法。

背景技术

随着社会科学技术水平的提升，风力发电在国内得到了大力支持与发展。风电开发的主要特征是规模庞大、集中程度高，负荷中心大多距离风电基地很远，必须通过高压输电线路将电能从风电基地输送至负荷中心。柔性直流因其控制快速、灵活等众多优点，得到了广泛地应用，成为高压直流输电的重要组成形式。随着风电基地规模的进一步扩大，输送功率的进一步提升，风电并网会对电力系统的稳定性带来影响。风电场通过柔直并网系统，存在风电机组和柔直换流器控制系统之间相互作用造成的不稳定问题，引起次同步振荡，造成风电机组失稳。当系统中含有不确定性参数和外部扰动时，已有的次同步振荡抑制方法普遍只针对一个运行状态设计控制器，无法抑制多种运行状态下的次同步振荡，具有局限性，如静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)可以快速调节无功传输，提高电压稳定性，但无法抑制多种运行状态下的次同步振荡。因此，对于风场柔直接入系统引起送受端次同步振荡，针对风场出力的不确定性，有必要建立一种能够应对多种运行方式下的次同步振荡控制器。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种风场柔直接入系统送受端次同步振荡抑制方法，实现次同步振荡抑制，解决多种运行状态下次同步振荡抑制的技术问题。

本发明采用如下技术方案，一种风场柔直接入系统送受端次同步振荡抑制方法，具体步骤如下：

1)建立包含不确定参数和外部干扰的STATCOM的数学模型；

2)基于STATCOM的状态空间设计H∞鲁棒控制器；

3)基于H∞鲁棒控制器进行系统次同步振荡的抑制。

优选地，在所述步骤1)中包含不确定参数和外部干扰的STATCOM的数学模型的计算方法为，

包含电源支路和STATCOM支路的单相回路电流方程为：

包含电源支路和负载支路的单相回路电流方程为：

经整理可得：

其中，L₁、L₂、L₃分别表示电源等效电抗、连接电抗和负载等效电抗，R₁、R₂、R₃分别表示电源等效电阻、连接电阻和负载等效电阻，i_sa、i_ca、i_La分别表示电源提供的a相电流、STATCOM补偿a相电流和负载a相电流，分别表示电源提供的a相电流变化率、STATCOM补偿a相电流变化率和负载a相电流变化率，V_sa、V_ca、V_La表示电网a相电压、逆变器等效输出a相电压和负载支路扰动a相电压；

同理得到另外两项的单相回路电流方程，由此包含不确定参数和外部干扰的STATCOM的数学模型为，