[发明专利]海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统及方法

说明书

本申请公开了一种海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统及方法，首先在海上风电风已装设FACTS装置的控制系统中引入附加阻尼抑制环节，实施简单。其次针对海上风电SSCI次、超同步耦合的特性，附加阻尼抑制环节，本申请设计了次同步、超同步两个通道，能够同时抑制风电系统引发的次、超同步振荡。并且针对海上风电场SSCI振荡特性受系统运行工况和并网风机台数影响的特性，在次、超同步通道中分别针对不同的振荡分量设计子通道，从而在不同频段为风电系统提供正阻尼。同时提出基于阻尼最大化的参数优化方法，能够在不影响FACTS装置性能的前提下充分发挥其振荡抑制能力。解决了现有技术实施难度大、只针对单一振荡频段且无法实现阻尼最大化的问题。

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统及方法。

背景技术

与陆上风电相比，海上风电能量效益高，适于集中开发，不需经长距离输送至负荷中心，具有明显的优势，已成为新能源发展的重要方向。然而，海上直驱风电机组与交流电网之间的相互作用会引发次/超同步振荡问题，又称为次/超同步同步控制相互作用(sub-super-synchronous control interaction,SSCI)。

在SSCI的抑制措施方面，目前主要包括机组侧控制技术和电网侧控制技术。其中，机组侧控制技术主要是优化并网变流器控制方式及参数和并网变流器附加阻尼抑制；电网侧控制技术主要是基于柔性交流输电系统(FACTS)装置的附加阻尼抑制实现振荡抑制。

现有电网侧控制技术在解决海上风电次/超同步振荡问题时，存在一定的技术问题主要包括：1)机组侧控制技术需对风电场内所有并网变流器控制系统作出修改，实施难度较大；2)抑制措施主要针对单一振荡频率开发设计，而海上风电引发的SSCI振荡频率视系统运行工况和并网风机台数的变化而在较大频段内波动；3)现有网侧阻尼控制措施无法实现阻尼最大化，不能够充分发挥FACTS装置的振荡抑制能力。

发明内容

本申请提供了一种海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统及方法，用于解决现有技术实施难度大、只针对单一振荡频段且无法实现阻尼最大化的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种海上风电次同步和超同步振荡的附加阻尼抑制系统，所述附加阻尼抑制系统用于FACTS装置，系统包括：

次同步通道和超同步通道；所述次同步通道和所述超同步通道分别包括若干子通道；各所述子通道均由振荡分量提取模块、比例移相模块和限幅模块构成，且各所述子通道的振荡分量提取模块的特征频率均不同；

所述振荡分量提取模块，用于根据所述特征频率采集电压信号的振荡分量；

所述比例移相模块，用于将所述振荡分量的幅值输入到预置最优增益公式中获取最优增益，根据预置时间常数优化公式获取最优时间常数，并根据所述最优增益和所述最优时间常数生成所述子通道对应振荡频段的控制信号，从而使得阻尼最大化；

所述限幅模块，用于对所述控制信号的幅值进行限制。

可选地，还包括：叠加模块；

所述叠加模块，用于接收各所述子通道中的限幅模块输入的控制信号，并对各所述控制信号进行叠加并限幅。

可选地，所述预置最优增益公式为：

其中，

式中，n为所述子通道的个数，V_i为所述所述振荡分量的幅值，S为所述FACTS装置的容量，η为用于抑制振荡的容量比。

可选地，所述预置时间常数优化公式为：