[發(fā)明專利]一種基于鎖相環(huán)誤差的次同步振蕩抑制裝置及方法

有效

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• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104934992B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 苗淼;溫生毅;張祥成;張博;田旭;袁小明;胡家兵;何維;王龍飛
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)青海省電力公司;國網(wǎng)青海省電力公司經(jīng)濟技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 廖盈春

技術領域

本發(fā)明屬于同步機技術領域，更具體地，涉及一種基于鎖相環(huán)誤差的次同步振蕩抑制方法及裝置。

背景技術

1970年與1971年，位于美國的Mohave電廠連續(xù)出現(xiàn)由于串補線路造成的汽輪發(fā)電機組軸系振蕩損壞事故，讓人們開始注意到串聯(lián)電容補償線路的動態(tài)過程將引起同步發(fā)電機軸系扭振問題以及次同步振蕩的問題。這種不穩(wěn)定的振蕩頻率遠高于傳統(tǒng)的低頻振蕩的頻率范圍(0.3Hz-3Hz)，但又低于系統(tǒng)的同步頻率，因此被稱為次同步諧振問題。在以同步發(fā)電機為主力電源的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析中，人們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了由于故障、重合閘以及高壓直流輸電、快速的電力電子裝置等因素引起的同步電機軸系振蕩和電力系統(tǒng)次同步振蕩問題，這些現(xiàn)象現(xiàn)統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)次同步振蕩問題。

我國能源分布與負荷分布呈現(xiàn)東西分化的態(tài)勢，西北地區(qū)擁有著大規(guī)模的火電及光伏等新能源，而負荷中心則多集中在中東部沿海一帶。因此電力資源遠距離、大規(guī)模輸送成為我國未來電力系統(tǒng)的趨勢。

為了提高輸送能力、平衡潮流、加強暫態(tài)安全穩(wěn)定性，通常在線路上安裝一定容量的串聯(lián)補償裝置或采用高壓直流輸電工程。在串聯(lián)補償輸電系統(tǒng)中，電容的電抗與系統(tǒng)的感抗串聯(lián)，構成一個串聯(lián)諧振回路，該頻率若與同步機轉(zhuǎn)子軸系某一振蕩模態(tài)頻率互補，則容易發(fā)生次同步振蕩，對同步機轉(zhuǎn)子軸系造成損害，也對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成影響。近年來，我國次同步振蕩現(xiàn)象頻發(fā)，在伊敏、綏中、上都、托克托、錦界等電廠都出現(xiàn)了次同步振蕩的威脅，因此如何抑制次同步振蕩成為當前電力行業(yè)學術界和工程界的一大熱點。

以往提出的次同步振蕩抑制方法多基于非全控開關器件，并且采用串聯(lián)型安裝方式，雖取得了較好的效果，但在支撐接入點母線電壓、無功補償方面存在著一定的缺陷。隨著全控型開關工程日臻成熟，并聯(lián)型補償裝置單機容量的不斷增大，業(yè)界開始關注如何利用并聯(lián)型靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator，簡稱STATCOM，又稱SVG)來抑制次同步振蕩。但現(xiàn)有的現(xiàn)場已安裝的STATCOM，其主要用于支撐接入點母線電壓和對系統(tǒng)提供無功支撐，并沒有抑制次同步振蕩的功能。有學者提出可以在現(xiàn)有的STATCOM上增加控制模塊或利用專門的類似STATCOM結構的裝置來實現(xiàn)抑制次同步振蕩的方法，但這些方法多需提前計算系統(tǒng)振蕩頻率，離線整定多通道濾波，并需要采集同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速信號作為輸入，存在著采集信號誤差和傳輸中的信息丟失等問題，魯棒性較差，對多種運行情況的適應性較差。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于鎖相環(huán)誤差的次同步振蕩抑制方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有技術無法抑制次同步振蕩的技術問題。

本發(fā)明提供了一種基于鎖相環(huán)誤差的次同步振蕩抑制裝置，包括三相逆變器，還包括控制模塊和信號檢測模塊；所述信號檢測模塊的第一輸入端用于接收同步機端口三相交流電壓V_SG，第二輸入端用于接收裝置端口三相交流電壓V_PCC，第三輸入端用于接收裝置端口三相交流電流I_PCC；所述控制模塊的第一輸入端連接至所述信號檢測模塊的第一輸出端，所述控制模塊的第二輸入端接收母線電壓U_dc，所述控制模塊的第三輸入端連接至所述信號檢測模塊的第三輸出端，所述控制模塊的第四輸入端連接至所述信號檢測模塊的第四輸出端，所述控制模塊的第五輸入端連接至所述信號檢測模塊的第二輸出端；所述控制模塊用于根據(jù)所述信號檢測模塊獲得的鎖相誤差信號通過無功電流的控制進而調(diào)節(jié)電氣阻尼大小以實現(xiàn)抑制系統(tǒng)次同步振蕩。