[發明專利]大型發電機組次同步振蕩的反振蕩自適應抑制系統

有效

• 申請號: 201310142822.9
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103259472A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 姜建國;郜登科;羅*;瞿文慧;徐亞軍;喬樹通
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02J3/18
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種大型發電機組次同步振蕩的反振蕩自適應抑制系統，其特征在于包括信號測量控制系統和靜止無功補償器系統兩大部分，其中：

所述信號測量控制系統將測量到的大型發電機組扭振模式分量依次經過測量處理、反相放大、低通濾波、相位補償和自適應控制參數生成處理得到所需控制信號，并將控制信號輸入靜止無功補償器系統；

所述靜止無功補償器系統安裝在大型發電機組的出口處，它根據信號測量控制系統產生的控制信號來控制觸發角的大小，以便調節靜止無功補償器系統的等值導納，自適應地改變靜止無功補償器系統輸出的無功功率，產生相應的阻尼轉矩，從而實現對大型發電機組次同步振蕩的自適應抑制；

所述信號測量控制系統包括測量處理模塊、反相放大模塊、低通濾波模塊、相位補償模塊和自適應控制參數生成模塊，其中：

所述測量處理模塊，用于對測量得到的大型發電機組扭振模式分量進行處理，然后將處理信號輸入反相放大模塊；

所述反相放大模塊，用于對測量處理后的大型發電機組扭振模式分量進行反相放大，使信號可以控制靜止無功補償器系統輸出抑制大型發電機組次同步振蕩所需要的無功功率，然后將此控制信號輸入低通濾波模塊；

所述低通濾波模塊，用于濾除高頻信號的干擾，次同步振蕩中的所有振蕩頻率均在10Hz到工頻之間，在次同步振蕩的抑制中，將所有高于工頻的干擾信號全部濾除后再將控制信號輸入相位補償模塊；

所述相位補償模塊，用于對測量處理模塊、低通濾波模塊和靜止無功補償器系統引起的相位延遲進行相位補償，使得相位延遲角度低于10°以下，然后將完成相位補償的控制信號輸入靜止無功補償器系統；

所述自適應控制參數生成模塊，將測量處理模塊中的時間系數、反相放大模塊中的放大系數、低通濾波模塊中的截止頻率和相位補償模塊中的補償系數視為自適應控制參數，以阻尼比極大值為目標函數，計算出靜止無功補償器系統在不同運行狀況下的控制參數并將這些控制參數提供給測量處理模塊、反相放大模塊、低通濾波模塊和相位補償模塊，從而最終完成信號測量控制系統的功能。

2.根據權利要求1所述的大型發電機組次同步振蕩的反振蕩自適應抑制系統，其特征在于，所述自適應控制參數生成模塊包括建立狀態空間方程模塊、求取阻尼比模塊和計算控制參數模塊；其中：

所述建立狀態空間方程模塊將舊的控制參數帶入上述狀態空間方程以建立系統當前的狀態空間方程，由狀態空間方程求解出特征值；

求取阻尼比模塊根據求解出的特征值得到阻尼比，將阻尼比極大值確定為目標函數；

計算控制參數模塊將求取阻尼比模塊得到的阻尼比帶入目標函數，通過優化算法進行迭代和比較以找出新的控制參數并且替換舊的控制參數，從而使得信號測量控制系統能夠自動適應大型同步發電機組的各種運行狀況，靜止無功補償器系統能夠更好地抑制大型同步發電機組的次同步振蕩。

3.根據權利要求1-2任一項所述的大型發電機組次同步振蕩的反振蕩自適應抑制系統，其特征在于，所述靜止無功補償器系統包括觸發角計算模塊、觸發脈沖發生模塊以及晶閘管控制電抗器模塊，其中：

所述觸發角計算模塊，將信號測量控制系統處理后得到的自適應控制信號，通過等值導納和觸發角的關系，計算出所需無功功率對應的晶閘管控制電抗器模塊中晶閘管的觸發角，使其能夠輸出一個自適應的無功功率；

所述觸發脈沖發生模塊，將計算得到的觸發角與電力系統進行同步處理后所得角度轉化為晶閘管控制電抗器模塊中晶閘管的觸發脈沖信號，以便完成對靜止無功補償器系統的控制，使其向大型發電機組的出口處輸出所需無功功率；

所述晶閘管控制電抗器模塊是最終發出自適應無功功率的部分，將前述所有模塊處理后得到的觸發脈沖信號用于對晶閘管開通時間的控制，使靜止無功補償器系統產生能夠有效抑制大型發電機組次同步振蕩的無功功率，并且輸入大型發電機組的出口處，消除大型發電機組定子電流中次同步分量的不利影響，增加大型發電機組對次同步振蕩的電氣阻尼，從而自適應地抑制大型發電機組的次同步振蕩。