[实用新型]一种自适应捕捉频点的直驱风电机组次同步振荡抑制装置

说明书

一种自适应捕捉频点的直驱风电机组次同步振荡抑制装置，模拟量输入输出模块与风电机三相电流互感器、电压互感器二次侧连接，与风机变流器控制器变流器PWM脉冲信号连接，与交流采样模块连接，交流采样模块与中心运算模块、FFT模块连接；通过FFT模块分析振荡频率值，并将FFT模块与中心计算模块连接，由中心计算模块根据FFT模块输出的振荡频率值自适应的输出振荡阻尼分量，生成具备次同步振荡阻尼抑制分量的IGBT触发脉冲并向监控系统发送声光报警；同时，通过与风机变流器控制器连接，接收风机控制器输出的保护信号和GSC变流器PWM脉冲信号，该装置可独立于风机变流器控制器，在不影响原风机变流器控制器运行的基础上，有效的抑制直驱风电机组的次同步振荡。

技术领域

本实用新型涉及电力系统领域中的直驱风机并网系统次同步稳定性控制技术，特别涉及一种自适应捕捉频点的直驱风电机组次同步振荡抑制装置。

背景技术

在背靠背双PWM变流器将机网侧隔离前提下，直驱式风电机组接入系统后仍出现了次同步振荡，无论在产生机理还是表现形式上，直驱风机接入弱交流电网所诱发的次、超同步振荡都是一种新型的次同步振荡；此外，与双馈式风电机组的次同步振荡也有着明显的不同：直驱式风场即便在送出线路没有串补的情况下依然发生振荡，而且振荡频率和次、超同步耦合关系也有所差别。直驱式风电机组次同步振荡不但会使风电机组反复出现大规模脱网，还会导致风电接入系统电能质量恶化，甚至引发系统中火电机组振荡跳闸，严重威胁电力系统安全运行。因此，直驱式风电机组次同步振荡抑制装置具有重要的现实意义。

风电机组次同步振荡抑制主要通过风机变流器控制器实现，然而，大多数风电机组已装设的变流器控制器不具备次同步振荡抑制功能。如需增加则需要更改控制器内部逻辑。因各风机变流器内部逻辑仅由变流器生产厂家掌握，第三方无法进行原控制器次同步振荡抑制功能的改造。

现有的直驱式风电机组次同步振荡方案与振荡频率变化无关。然而，由于风机的运行状态会随着风速、网络参数等的变化发生改变，目前附加阻尼方法因难以获取动态的振荡信息而减弱次同步振荡抑制能力，甚至会因为频点偏移而发生过调状态，恶化振荡情况。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种自适应捕捉频点的直驱风电机组次同步振荡抑制装置，仅需要输入原变流器控制器外部输出信号，即可实现次同步振荡抑制功能，并可适应风速、网络参数等的变化引发的振荡频率改变对次同步振荡抑制能力的影响，提高了抑制措施的有效性和适应性。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种自适应捕捉频点的直驱风电机组次同步振荡抑制装置，包括模拟量输入输出模块2，交流采样模块3，FFT模块4，开关量输入输出模块5，中心运算模块6，PWM调制模块7和IGBT驱动模块8；

所述的模拟量输入输出模块2将输入电流、电压以及电气模拟信号变换为交流采样模块3可接收的电压模拟信号，模拟量输入输出模块2输入端经二次电缆与风机变流器控制器1的网侧变流器(GCS)PWM脉冲信号输出连接；经二次电缆与GCS变流器三相电流、电压互感器二次侧连接；模拟量输入输出模块2输出端经二次电缆与交流采样模块3连接；

所述的交流采样模块3将接收的各电压模拟信号变换为中心运算模块6及FFT模块4可接收的数字信号，交流采样模块3输出端经光纤与中心运算模块6连接，经光纤与FFT模块4连接；

所述的FFT模块4通过实施FFT运算得到次同步振荡电气量频率及幅值数字号并至中心运算模块6，FFT模块4输出端经光纤与中心运算模块6的输入连接；

所述的中心运算模块6经光纤与开关量输入输出模块5连接输出振荡报警数字信号；经光纤与PWM调制模块7连接输出变流器控制电压信号；

所述的PWM调制模块7经二次电缆与IGBT驱动模块8连接对变流器控制电压信号进行PWM调制，形成PWM脉冲模拟信号输出至IGBT驱动模块8。