[发明专利]基于模拟电感的双馈风电场次同步振荡的抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于模拟电感的双馈风电场次同步振荡的抑制方法，方法为：首先建立双馈风电场经串联补偿电容并网的系统模型；然后将模拟电感控制策略应用到双馈风机转子侧控制器的内环控制中，对转子输出电压进行控制；接着利用PSO算法对模拟电感值进行自适应在线整定，确定特定工况下模拟电感的最佳取值；最后将模拟电感控制策略和转子侧变换器控制策略应用到双馈风机转子侧的控制中，完成对系统次同步振荡的抑制。本发明改善了次同步频带内的电气阻尼，提升了系统的稳定性，能够满足多工况下的次同步振荡抑制需求。

技术领域

本发明属于风力发电机稳定性控制技术领域，特别是一种基于模拟电感的双馈风电场次同步振荡的抑制方法。

背景技术

从可持续发展的观点看，当前人类依赖的化石能源终将耗竭，为了解决当前能源和环境问题，开发和利用清洁能源替代传统能源是人类社会发展不可避免的趋势。风能是一种用之不尽，环保无污染的理想清洁能源。风力发电技术成熟，可大规模开发，具有良好的商业化前景，是当前新能源发电的主要形式。风能资源开发和利用时，使用了不同种类的风力发电机，当前已投产运行的风电场中，双馈感应风力发电机是应用最广泛的机型。由于资源与负荷中心逆向分布，使得大容量、远距离风电外送势在必行。串补电容技术得到了广泛应用，但可能会诱发风电系统的次同步振荡问题，影响大规模风电基地及外送系统的安全稳定运行。

由于风电场自身的独特性，许多在火电场次同步振荡抑制中取得理想效果的控制方法，可能在风电场中难以取得理想的效果。实际运行时，存在不同的运行工况，因此必须考虑所设计控制器的自适应问题。当前关于双馈风电场次同步振荡机理的研究并不完全透彻，抑制次同步振荡的措施相对比较单一。因此，需要对双馈风电场次同步振荡的抑制措施进行进一步的研究，这对风电场的稳定并网有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模拟电感的双馈风电场次同步振荡的抑制方法，能够抑制由串补电容引起的次同步振荡，提高双馈风电场经串联补偿电容并网系统的稳定性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于模拟电感的双馈风电场次同步振荡的抑制方法，包括以下步骤：

步骤1、建立双馈风电场经串联补偿电容并网的系统模型；

步骤2、将模拟电感控制策略应用到双馈风机转子侧控制器的内环控制中，对转子输出电压进行控制；

步骤3、利用PSO算法对模拟电感值进行自适应在线整定，确定特定工况下模拟电感的最佳取值；

步骤4、将模拟电感控制策略和转子侧变换器控制策略应用到双馈风机转子侧的控制中，完成对系统次同步振荡的抑制。

进一步的，步骤1所述的建立双馈风电场经串联补偿电容并网的系统模型，具体如下：

步骤1.1、根据风能捕获模型得到双馈风机转子转速、输出功率和风速的对应关系；

步骤1.2、在dq坐标系下列写出系统的电磁方程，具体如下：

步骤1.2.1、双馈感应发电机中的定子和转子均采取电动机惯例，正方向为电流流入方向，且旋转方向和电磁转矩正方向相同；根据坐标变换原理，将定子及转子中的电流、电压、磁通变量从三相静止坐标变换到dq坐标系，得到定转子中的电磁关系为：