[發明專利]發電系統、用于抑制次同步振蕩的系統以及用于控制功率系統運行的方法

有效

• 申請號: 201710858081.2
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN109546664B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 顧云杰;王宇翔;劉姣;譚卓輝;大衛·史密斯;任瑋;李武華
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李偉森;楊美靈

1.一種發電系統，其包括：

雙饋入感應發電機，其包括轉子與耦合到電網的定子；

功率變換器，其包括耦合到所述發電機的所述轉子上的轉子側變換器、耦合到所述電網的電網側變換器及耦合在所述轉子側變換器和所述電網側變換器之間的直流母線；以及

控制器，其包括用于對所述轉子側變換器進行控制的轉子側控制器和用于對所述電網側變換器進行控制的電網側控制器，所述轉子側控制器包括補償器，所述補償器具有傳遞函數并且被配置用于對抗所述發電機的負阻效應以抑制次同步振蕩，其中，所述傳遞函數在同步坐標系下被表達為如下：

其中，K代表所述傳遞函數、s代表拉普拉斯算子、j代表虛數單元、ω₀代表所述發電機的定子側的同步頻率、ω_r代表所述轉子的轉速、以及σ₁和σ₂代表用來增強所述發電系統內部穩定性的阻尼參數，并且，σ₁和σ₂基于所述控制器的原始控制能力、所述發電系統的控制對象參數、外部擾動以及所述發電系統的動態響應需求中的一個或多個來確定。

2.如權利要求1所述的發電系統，其中，所述補償器在所述發電機中的交流成分的頻率低于所述轉子的所述轉速時被使能。

3.如權利要求1所述的發電系統，其中，所述轉子側控制器包括：

電流調節器，其用于基于所述轉子的轉子電流指令和所述轉子的轉子電流反饋之間的轉子電流誤差來生成所述轉子的轉子電壓指令，其中所述補償器被引入到所述電流調節器中并被配置用于對所述轉子電壓指令進行補償，從而生成補償后的轉子電壓指令；及

調制器，其用于基于所述補償后的轉子電壓指令來生成脈寬調制信號給所述轉子側變換器。

4.如權利要求3所述的發電系統，其中，所述電流調節器包括具有比例控制器和積分控制器的比例-積分調節器。

5.如權利要求4所述的發電系統，其中，所述補償器位于所述比例控制器的上游或下游。

6.如權利要求4所述的發電系統，其中，所述補償器位于所述比例控制器和所述積分控制器的上游或下游。

7.如權利要求4所述的發電系統，其中，所述電流調節器還包括用于提高所述發電系統的電流響應性能的解耦控制器。

8.如權利要求7所述的發電系統，其中，所述解耦控制器被配置用于接收所述轉子電流反饋、所述轉子電流指令和所述轉子電流誤差中的其中一個并輸出解耦后的電壓，所述轉子電壓指令或所述補償后的轉子電壓指令包括所述解耦后的電壓。

9.如權利要求7所述的發電系統，其中，所述補償器位于所述比例控制器、所述積分控制器和所述解耦控制器的下游。

10.如權利要求1所述的發電系統，其中，所述發電機的所述定子和所述電網側變換器通過串聯補償傳輸線連接到所述電網。

11.如權利要求1所述的發電系統，其中，所述發電系統包括風力發電系統。