[發(fā)明專利]基于變換器協(xié)同阻尼控制的雙饋風電機組次同步諧振抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810503606.5
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108631337B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 張學廣;邱望明;方冉;陳文佳;徐殿國
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

基于變換器協(xié)同阻尼控制的雙饋風電機組次同步諧振抑制方法，涉及雙饋風電機組并網(wǎng)控制技術領域。本發(fā)明是為了解決次同步振蕩抑制方法設備利用率低、控制存在誤差的問題。本發(fā)明將采集到的定子電流信號和網(wǎng)側(cè)變換器電流依次經(jīng)過Clark變換和Park變換并利用高通濾波器消除直流分量的影響，將定子電流的d、q軸擾動分量輸入比例放大器中，獲得轉(zhuǎn)子電壓附加信號，將網(wǎng)側(cè)變換器的d、q軸擾動分量輸入比例放大器中，獲得網(wǎng)側(cè)變換器電流參考附加信號，將轉(zhuǎn)子電壓附加信號加載到轉(zhuǎn)子側(cè)電流控制器的輸出信號中，將網(wǎng)側(cè)變換器電流參考附加信號加載到網(wǎng)側(cè)變換器電流控制器的輸入信號中，實現(xiàn)雙饋風電機組次同步諧振的抑制。

技術領域

本發(fā)明屬于雙饋風電機組并網(wǎng)控制技術領域。

背景技術

串聯(lián)補償通過在線路上串補電容來減小線路等值電抗，可提高線路傳輸能力。但在大規(guī)模風電并網(wǎng)系統(tǒng)中，存在誘發(fā)次同步諧振(SSR)的風險，該問題得到了國內(nèi)外廣泛關注。

雙饋風電機組是目前應用最廣泛的風力發(fā)電機組類型，但其在串補情況下較其他類型機組更容易發(fā)生次同步振蕩。目前雙饋風電機組串聯(lián)補償線路的次同步振蕩抑制方法主要可分為兩大類：一類是利用柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)裝置來進行抑制，另一類是通過風機自身附加阻尼控制進行抑制。為了抑制SSR而在現(xiàn)有線路上額外投入FACTS裝置會增加投資成本，并且設備利用率不高。而現(xiàn)有附加阻尼控制抑制SSR的方法大都只在轉(zhuǎn)子側(cè)或者網(wǎng)側(cè)一側(cè)，選取轉(zhuǎn)速、串補電容電壓作為控制信號，而實際串補電容電壓不能直接采集得到，需要通過采集到的線路電流進行預測，存在一定誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有次同步振蕩抑制方法設備利用率低、控制信號采集存在誤差的問題，現(xiàn)提供基于變換器協(xié)同阻尼控制的雙饋風電機組次同步諧振抑制方法。

基于變換器協(xié)同阻尼控制的雙饋風電機組次同步諧振抑制方法，包括以下步驟：

步驟一：采集雙饋發(fā)電機定子繞組的定子電流信號i_{s_abc}和網(wǎng)側(cè)變換器電流i_{g_abc}，

步驟二：將定子電流信號i_{s_abc}和網(wǎng)側(cè)變換器電流i_{g_abc}依次經(jīng)過Clark變換和Park變換獲得同步旋轉(zhuǎn)系下的定子電流信號i_{s_dq}和網(wǎng)側(cè)變換器電流i_{g_dq}，

步驟三：利用高通濾波器消除i_{s_dq}和i_{g_dq}中直流分量的影響，分別提取定子電流的d、q 軸擾動分量和網(wǎng)側(cè)變換器的d、q軸擾動分量，

步驟四：將定子電流的d、q軸擾動分量輸入比例放大器中，獲得轉(zhuǎn)子電壓附加信號，將網(wǎng)側(cè)變換器的d、q軸擾動分量輸入比例放大器中，獲得網(wǎng)側(cè)變換器電流參考附加信號，

步驟五：將轉(zhuǎn)子電壓附加信號加載到轉(zhuǎn)子側(cè)電流控制環(huán)的輸出信號中，將網(wǎng)側(cè)變換器電流參考附加信號加載到網(wǎng)側(cè)電流控制環(huán)的輸入信號中，實現(xiàn)雙饋風電機組次同步諧振的抑制。

步驟一中，通過雙饋發(fā)電機定子繞組的定子電流傳感器采集定子電流信號i_{s_abc}，通過網(wǎng)側(cè)變換器電流傳感器采集網(wǎng)側(cè)變換器電流i_{g_abc}。

步驟三所述的高通濾波器為二階高通濾波器，該二階高通濾波器的傳遞函數(shù)為：

其中，ω_n表示自然角頻率；ξ表示阻尼比，取值為0.02；S表示拉普拉斯算子。

步驟四中比例放大器的轉(zhuǎn)子側(cè)比例系數(shù)的取值范圍為0.03--0.21，網(wǎng)側(cè)比例系數(shù)的取值范圍為0.15---0.23。