[发明专利]基于STATCOM的风电场次同步与低频振荡抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于STATCOM的风电场次同步与低频振荡抑制方法，设计带通滤波器，将振荡检测的参考信号通过滤波器，获得特定频段的分量，之后采用Prony算法对振荡模态进行识别；针对不同振荡模态分别设计STATCOM控制策略，通过模态辨识结果对控制策略进行切换，使风电场能够在不发生振荡时采用无功控制方案，在发生振荡时能够实现对振荡的抑制控制。本发明不需要改变风电机组的控制系统，通过对STATCOM装置控制策略的修改即可实现抑制风电场机组振荡的目的。

主权项

一种基于STATCOM的风电场次同步与低频振荡抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在不投入STATCOM的情况下，通过Simulink仿真测量并计算风电场内风机的两个次同步振荡频率f_SSO1和f_SSO2，以及低频振荡频率f_LFO；2)根据不同振荡频率设计次同步带通滤波器F_SSO1、F_SSO2和低频带通滤波器F_LFO；3)将风电场实时测量获得的风力发电机转子的角速度增量分别通过次同步带通滤波器F_SSO1、F_SSO2和低频带通滤波器F_LFO，获得角速度增量的特定频段分量△ω₁、△ω₂和△ω₃；通过Prony算法快速判断是否有振荡信号出现，以及判断振荡的类别；4)根据风机当前运行状态调整STATCOM控制策略：当风机处于正常运行状态时，STATCOM为基本无功控制模式；当风机处于振荡状态，即次同步振荡模态SSO1、次同步振荡模态SSO2、低频振荡模态LFO时，通过计算式分别计算次同步振荡模态SSO1、次同步振荡模态SSO2、低频振荡模态LFO的参考阻尼D(△ω₁)、D(△ω₂)和D(△ω₃)，其中i＝1,2,3；采用切换控制方法，根据模态识别方法辨识振荡模态，据振荡模态选择对应振荡模态的参考阻尼，并通过限幅环节获得参考阻尼作为STATCOM附加控制的参考量；其中，K_i是控制增益，T_w是滤波器时间常数，T_i1和T_i2是相位补偿环节的时间常数；ω_i表示风力发电机转子的角速度；S表示复数；5)PWM调制单元输出相应的控制脉冲，控制STATCOM功率开关管的导通与关断，从而实现对风电场侧换流器的控制，使风电场在不发生振荡时采用无功控制方案，在发生振荡时实现对振荡的抑制控制。