[發(fā)明專利]次同步阻尼控制器反饋信號(hào)和安裝位置的選取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811305902.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN109361226B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王西田;劉時(shí)雨;解大
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);國網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發(fā)明提供的次同步阻尼控制器反饋信號(hào)和安裝位置的選取方法，包括如下步驟：步驟1，建立適用于次同步振蕩分析的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的小信號(hào)模型；步驟2，選擇次同步阻尼控制器的反饋信號(hào)；步驟3，選擇次同步阻尼控制器的安裝位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：簡單易于實(shí)現(xiàn)，適用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)次同步阻尼控制器的反饋信號(hào)和安裝位置的選取；可以反映系統(tǒng)次同步振蕩模態(tài)的能觀性和能控性，有效改善系統(tǒng)次同步阻尼，減少次同步振蕩的發(fā)生；可以反映系統(tǒng)對(duì)非次同步阻尼的控制能力和觀測(cè)能力，從而減小次同步阻尼控制器對(duì)系統(tǒng)非次同步振蕩阻尼的影響，從而避免引發(fā)其他系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定領(lǐng)域，具體涉及到一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)次同步阻尼控制器反饋信號(hào)和安裝位置的選取方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著風(fēng)電規(guī)模化集中開發(fā)利用的快速發(fā)展，工程實(shí)踐中發(fā)生多起次同步振蕩(Subsynchronous Oscillation，SSO)事件，次同步振蕩從而成為一個(gè)受到特別關(guān)注的風(fēng)電并網(wǎng)穩(wěn)定性問題。自2009年來，國內(nèi)外曾發(fā)生多起風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩事件，引起了風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)、電廠全停等嚴(yán)重事故。系統(tǒng)次同步振蕩不僅會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性還會(huì)影響新能源的消納。因此，大規(guī)模電力系統(tǒng)的次同步振蕩研究成為了本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著次同步振蕩問題研究的深入，大規(guī)模電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)也開始考慮次同步振蕩的抑制效果。

目前，交流次同步振蕩的抑制措施大致分為：系統(tǒng)阻尼控制，繼電保護(hù)，系統(tǒng)機(jī)組切除等。次同步阻尼控制器(subsynchronous damping controller，SSDC)是在變流器控制環(huán)節(jié)引入包含振蕩信息的輸入信號(hào)，控制變流器控制產(chǎn)生的電壓，增強(qiáng)雙饋風(fēng)機(jī)的次同步阻抗，是一種經(jīng)濟(jì)有效的次同步振蕩抑制方式。

次同步阻尼控制器的反饋信號(hào)需要包含振蕩信息，其安裝位置需要對(duì)次同步振蕩模態(tài)有較好的控制效果。不同的反饋信號(hào)和安裝位置會(huì)對(duì)次同步阻尼控制器的效果產(chǎn)生較大的影響。目前，仍未有量化的數(shù)值計(jì)算來確定次同步阻尼控制器最佳反饋信號(hào)和安裝位置的優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)次同步阻尼控制器反饋信號(hào)和安裝位置的選取方法，適用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)次同步阻尼控制器反饋信號(hào)和安裝位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以通過量化的數(shù)值選擇出具有最佳次同步振蕩能觀程度的反饋信號(hào)和具有最佳次同步振蕩能控程度的安裝位置，使次同步阻尼控制器具有更好的抑制次同步振蕩的能力，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)其他模態(tài)阻尼影響較小，實(shí)用性較強(qiáng)，且易于實(shí)現(xiàn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明次同步阻尼控制器反饋信號(hào)和安裝位置的選取方法，包括如下步驟：

步驟1，建立適用于次同步振蕩分析的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的小信號(hào)模型；

步驟2，選擇次同步阻尼控制器的反饋信號(hào)；

步驟3，選擇次同步阻尼控制器的安裝位置。

優(yōu)選地，步驟1中，風(fēng)電機(jī)組類型和變流器控制參數(shù)相同的機(jī)組可劃分為同一風(fēng)機(jī)組群，每個(gè)風(fēng)機(jī)組群可等值為一臺(tái)風(fēng)機(jī)建立適用于次同步振蕩分析的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的信號(hào)模型。

優(yōu)選地，步驟2包括：

步驟2.1，列舉系統(tǒng)中的可行反饋信號(hào)測(cè)點(diǎn)及測(cè)量信號(hào)；

步驟2.2，在小信號(hào)模型中，分別以可行反饋信號(hào)為信號(hào)輸出，獲取系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的輸出矩陣；

步驟2.3，獲取每個(gè)可行反饋信號(hào)的次同步振蕩主導(dǎo)模態(tài)綜合能觀性測(cè)度，選擇次同步阻尼控制器的反饋信號(hào)。

優(yōu)選地，步驟2.3中，次同步振蕩主導(dǎo)模態(tài)綜合能觀性測(cè)度m_so滿足：

m_so＝m_oiR_oi