[發明專利]一種風電機組側有源次同步振蕩抑制裝置及其方法

有效

• 申請號: 201611138934.7
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106786664B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 瞿興鴻;邵宜祥;石磊;孫素娟;趙紫龍;洪丹
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網河北省電力公司;南京南瑞集團公司;國家電網公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種風電機組側有源次同步振蕩抑制方法，其特征在于，其方法步驟包括：

（1）采集風電機組箱變低壓側電網電壓e_abc、三相逆變器的輸出電流i_1abc、直流電壓U_dc，按照現有矢量控制方法，經鎖相環和坐標變換得到電網電壓基準角度θ_e，經過直流電壓控制器和d軸電流控制器、q軸電流控制器，得到基波控制電壓d軸分量e_cd1、q軸分量e_cq1；

（2）采集風電機組箱變低壓側入網電流i_wabc，坐標變換得到同步坐標d軸表示值i_wd、q軸表示值i_wq，再經過帶通濾波器分離直流分量和高頻分量，得到次同步d軸振蕩電流i_ssrd、q軸振蕩電流i_ssrq；

（3）將次同步d軸振蕩電流i_ssrd、q軸振蕩電流i_ssrq經移相變換和比例調節，得到次同步控制電壓d軸分量e_cssrd、q軸分量e_cssrq；

所述步驟（3）的具體方法為：將同步旋轉坐標系下的次同步d軸振蕩電流i_ssrd、q軸振蕩電流i_ssrq經坐標旋轉轉換為次同步頻率坐標下的次同步d軸頻率電流i_ssrdx、q軸頻率電流i_ssrqx，其中坐標旋轉角度由次同步鎖相環得到，令i_ssrqx作為PI控制器輸入并控制為0，則PI控制器輸出即為次同步振蕩電角速度ω_ssr，積分輸出即表征次同步振蕩信息的角度θ_issr；次同步頻率坐標下的次同步d軸頻率電流i_ssrdx、q軸頻率電流i_ssrqx反變換回到同步旋轉坐標系下得到次同步d軸旋轉電流i_ssrd1、q軸旋轉電流i_ssrq1，反變換使用的角度為θ_issr移相補償角度θ_com后的值，θ_com值用以補償控制系統時延和濾波滯后；次同步d軸旋轉電流i_ssrd1、q軸旋轉電流i_ssrq1經比例調節器的比例調節得到次同步控制電壓d軸分量e_cssrd、q軸分量e_cssrq；

（4）將基波控制電壓d軸分量e_cd1、q軸分量e_cq1和次同步控制電壓d軸分量e_cssrd、q軸分量e_cssrq合成得到合成控制矢量，該合成控制矢量經空間矢量脈寬調制最后得到逆變器開關控制信號，作用于逆變器形成閉環控制，得到次同步振蕩阻尼效果。

2.根據權利要求1所述的一種風電機組側有源次同步振蕩抑制方法，其特征在于，所述步驟（2）中帶通濾波器基于d軸、q軸同步旋轉坐標系，所述帶通濾波器包括低通濾波和高通濾波組成。

3.一種風電機組側有源次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，包括與風電機組輸出端相連接的三相全控逆變器，所述風電機組輸出端連接風電機組箱變低壓側輸入端，所述三相全控逆變器與風電機組箱變低壓側輸入端相并聯連接；

其還包括一控制器，用于采集風電機組箱變低壓側電網電壓和風電機組低壓側入網電流，監測機組運行狀態，提取風電機組次同步振蕩信息，同時采集三相全控逆變器的輸出電流和直流電壓作為控制反饋；

所述控制器的控制方式采用矢量控制和權利要求1或2所述的次同步振蕩抑制方法控制。

4.根據權利要求3所述的一種風電機組側有源次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，所述風電機組包括風力發電機以及與風力發電機連接的變流器。

5.根據權利要求3所述的一種風電機組側有源次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，所述的三相全控逆變器采用絕緣柵雙極型晶體管，所述的絕緣柵雙極型晶體管輸出采用純電感濾波器輸出，所述的電感濾波器的電感取值為風電機組輸出濾波電感的1~3倍。