[发明专利]基于电网电压前馈解耦的次同步振荡抑制方法及系统

说明书

本发明公开了并网逆变器控制技术领域的一种基于电网电压前馈解耦的次同步振荡抑制方法及系统，所述方法包括：获取电网近端电压的d轴分量和q轴分量；将电网近端电压的d轴分量和q轴分量作为并网逆变器矢量控制的网压前馈，能有效抑制次同步振荡问题；通过在原有并网矢量控制中，改变网压前馈控制结构，减弱网压前馈中的次同步成分，削弱网压前馈环节跟矢量控制各环节耦合产生的次同步振荡，工程实现简单，同时无需增加额外成本，能广泛适用于风电变流器、光伏逆变器、港口变频器、轨道交通变频器等并网逆变器规模接入电网的应用场景。

技术领域

本发明属于并网逆变器控制技术领域，具体涉及一种基于电网电压前馈解耦的次同步振荡抑制方法及系统。

背景技术

近年来，大功率电力电子器件在电力系统中大量应用，电力系统频发电力电子参与的次同步振荡，包含新能源发电、电气化铁路牵引系统、港口变频器等。以风电为例，随着新能源占比的增加，风电接入系统强度相对变弱，风电机组各控制环节的耦合程度加深，易导致风电参与的系统振荡问题。近年来多个风电集中接入地区出现风电机组参与的区域电网次同步振荡现象，导致大面积风电机组脱网。2015年7月我国新疆某地区大型直驱风场出现次同步振荡，引起临近汽轮机组的扭振保护动作，导致切机事故。现有技术中，一般在风机并网控制中增加阻尼控制通道，该方法能起到一定的作用，然而未能从根本上减弱风机机群并入电网时矢量控制各环节之间的耦合，对弱电网的适应性较差。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于电网电压前馈解耦的次同步振荡抑制方法及系统，能有效抑制因逆变器群并入电网时矢量控制各环节之间的耦合带来的次同步振荡问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种次同步振荡抑制方法，获取电网近端电压的d轴分量和q轴分量；将电网近端电压的d轴分量和q轴分量作为并网逆变器矢量控制的网压前馈，用于抑制次同步振荡。

进一步地，并网逆变器矢量控制采用电网电压d轴定向，电网近端电压的d轴分量和q轴分量，通过以下公式获取：

其中，U_sd表示电网近端电压的d轴分量，U_sq表示电网近端电压的q轴分量，U_gd表示逆变器并网点电压的d轴分量，U_gq表示逆变器并网点电压的q轴分量，ω表示次同步振荡角频率，L_t表示逆变器并网变压器漏感，N表示并网逆变器台数，L_tw表示并网逆变器群升压变漏感，L_s表示并网逆变器群接入点电网等效电感，I_gq1表示单台并网逆变器入网电流的q轴分量，I_gd1表示单台并网逆变器入网电流的d轴分量。

进一步地，通过对逆变器并网点电压U_g进行PARK变换，得到逆变器并网点电压的d轴分量U_gd和q轴分量U_gq。

进一步地，单台并网逆变器入网电流的q轴分量I_gq1和d轴分量I_gd1的计算过程为：对单台并网逆变器入网电流I_g1进行PARK变换，得到单台并网逆变器入网电流的原始分量I_gd1′和I_gq1′，再经过高通滤波器滤除基波成分得到I_gd1和I_gq1。

进一步地，通过对单台并网逆变器入网电流I_g1进行FFT运算得到ω。

第二方面，提供一种次同步振荡抑制系统，包括：第一模块，用于获取电网近端电压的d轴分量和q轴分量；第二模块，用于将电网近端电压的d轴分量和q轴分量作为并网逆变器矢量控制的网压前馈，用于抑制次同步振荡。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：