[發(fā)明專利]一種發(fā)電機機端次同步阻尼非線性控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310001320.4
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103078577A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 劉全;常富杰;焦邵華;張濤;孫小晶
• 申請（專利權）人: 北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制技術領域，具體涉及一種發(fā)電機機端次同步阻尼非線性控制方法，為機端次同步阻尼控制器進行機端補償正序電流提供一種可行的控制方法。

背景技術

隨著遠距離大容量輸電的需求上升，特別是大型煤電基地由于遠離負荷中心，大多采用遠距離廠對網(wǎng)輸電模式，為了提高輸送容量和系統(tǒng)穩(wěn)定性，越來越多地采用固定串聯(lián)電容補償（FSC）、高壓直流輸電（HVDC）和一些基于電力電子技術的高速控制裝置。然而，這些裝置在一定條件下可能引發(fā)次同步諧振（SSR）或振蕩（SSO）問題。輕微的SSR/SSO會降低汽輪發(fā)電機軸系壽命，嚴重的SSR/SSO可導致汽輪發(fā)電機軸系斷裂，威脅機組和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

在解決SSR/SSO問題上，目前存在多種解決方法，主要包括：基于晶閘管電力電子器件的SVC解決方法；基于勵磁系統(tǒng)的附加勵磁阻尼控制解決方法以及阻塞濾波器進行濾波的解決方法等，并且都已經在國內有使用的案例。而基于STATCOM設計原理的新型電力電子器件的解決方案具有技術的先進性、性價比較高、諧波特性比較好以及容量擴展很方便等特點，其工程化應用方案的研究越來越被人們所重視。

基于STATCOM原型設計的機端次同步阻尼控制器通過在發(fā)電機機端進行對稱電流補償，來達到抑制次同步諧振的目的，所以需要關注補償電流的各個頻率分量對系統(tǒng)的影響。最理想的目標是在機端的補償電流只包含有基于工頻分量對稱的次同步分量而超同步分量，不包含其它諧波分量。這樣對發(fā)電機設備的安全運行來說是至關重要的。但是實際情況并非如此，工程實際應用的補償裝置都按照一定的容量來設計滿足要求，而次同步諧振的控制反饋信號為次同步諧振在機組軸系引起的諧振信號，其大小隨著故障類型的不同而不同，如果采用線性增益的控制方法，則輸出信號很可能達到容量設定值而限幅，從而輸出其它的諧波分量，對發(fā)電機設備的安全運行造成一定的隱患。

本發(fā)明所設計的發(fā)電機機端次同步阻尼非線性控制方法，通過對控制輸出和控制輸入的綜合考慮，在線合適調整控制參數(shù)達到最后控制輸出三相電流保持正序分量注入發(fā)電機，滿足設備安全穩(wěn)定運行的需要。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種發(fā)電機機端次同步阻尼非線性控制方法，以實現(xiàn)進行機端補償?shù)娜嚯娏鹘普蛱卣鳌?/p>

本發(fā)明具體采用以下技術方案：

一種發(fā)電機次同步阻尼非線性控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）采集轉速脈沖信號，對所述轉速脈沖信號進行解調獲取機組的扭振信號dω(k)，對機組的扭振信號dω(k)進行濾波處理得到模態(tài)分離后的模態(tài)信號dω_i(k)，并提取模態(tài)幅值A_i(k)；

（2）計算非線性控制增益系數(shù)k_ip(k)，實現(xiàn)對所述模態(tài)幅值A_i(k)的動態(tài)調整；

（3）對經過濾波處理得到的模態(tài)分離后的模態(tài)信號dω_i(k)經過組合增益控制，即所述模態(tài)信號dω_i(k)乘以非線性控制增益系數(shù)，得到k_ip(k)*dω_i(k)后，經過組合移相進行控制算法閉環(huán)相位補償，得到轉子側的模態(tài)控制量dω_i′(k)；

其中，移相環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為：

T為設定的移相時間常數(shù)，相位補償?shù)慕嵌饶軌蛟?60度范圍內進行補償；最終得到轉子側的模態(tài)控制量dω_i′(k)，即：