[發明專利]附加阻尼控制器的雙饋風機次同步振蕩抑制方法

有效

• 申請號: 202110042444.1
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112671009B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 朱介北;劉曉龍;王國琰;趙博文;徐洋;余露杰;李峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

1.一種附加阻尼控制器的雙饋風機次同步振蕩抑制方法，應用于雙饋風機轉子側變流器控制中，其特征在于，所述抑制方法包括以下步驟：

步驟1：當含雙饋風機的風電場和串聯補償電容的電力系統發生次同步振蕩時，根據風電場歷史運行數據或風電場預設的串聯補償等值串補度的大小確定三相電力系統的次同步振蕩頻率；

步驟2：根據得到的次同步振蕩頻率設計附加阻尼控制器，所述附加阻尼控制器由帶通濾波器、第一級增益放大器和第二級增益放大器級聯組成；具體實施步驟如下：

根據所述次同步振蕩頻率確定所述帶通濾波器的傳遞函數特征角頻率，以通過所述帶通濾波器通帶范圍內的次同步信號；

根據所述的帶通濾波器傳遞函數在中心頻率處幅度為0dB的幅頻特性確定第一級增益放大器幅值增益；

所述第二級增益系數根據轉子側換流器控制器的電流內環PI參數確定；

步驟3：利用測量裝置采樣轉子電流，通過park變換得到dq軸下的轉子側內環電流測量值；通過轉子側外環控制器輸出得到dq軸下的電流內環參考值；然后將所述電流內環電流參考值與實際采樣的轉子側內環電流測量值之間的誤差信號通過所述附加阻尼控制器得到附加控制信號；

其中，所述誤差信號包括d軸和q軸電流誤差信號；所述d軸和q軸電流誤差信號分別通過附加阻尼控制器得到d軸和q軸附加控制信號；

步驟4：將所述附加控制信號注入轉子側換流器，所述d軸和q軸附加控制信號與轉子側換流器原輸出信號疊加，生成抑制次同步諧振的附加阻尼；具體包括如下步驟：

將得到的d軸和q軸附加控制信號分別與d軸和q軸原輸出信號疊加，得到轉子側變流器d軸和q軸輸出電壓變化量，通過電力電子化調制方式生成抑制次同步諧振附加阻尼；

其中，所述d軸和q軸原輸出信號的獲取包括：控制器采樣并網點三相電壓電流，經過park變化和計算得到系統實際測量信號轉子d軸電流i_rd，q軸電流i_rq，定子輸出無功功率和電磁轉矩T_e；測量無功Q和參考信號Q_sref求差，所得信號通過無功PI控制器得到d軸電流內環參考值信號使測量電磁轉矩T_e和參考信號T_eref求差，所得信號通過轉矩PI控制器得到q軸電流內環參考信號內環dq軸電流測量信號i_rd和i_rq分別與電流參考信號和求差，將得到的誤差信號分別通過d軸和q軸PI控制器得到電壓調制信號和

2.如權利要求1所述的雙饋風機次同步振蕩抑制方法，其特征在于，所述帶通濾波器為二階次同步帶通濾波器，其傳遞函數為：

其中，ω_n是無阻尼自然頻率，Q是品質因數，s為拉普拉斯算子；所述無阻尼自然頻率和品質因數分別由下式確定：

其中，ω_L和ω_H分別為帶通濾波器的上下限截止頻率，由下式分別決定：

其中，ω₀為交流系統工頻，ω_c為三相電力系統諧振頻率，B為帶寬。

3.如權利要求1所述的雙饋風機次同步振蕩抑制方法，其特征在于，所述第一級增益放大器的增益系數取值范圍為0.7-0.9。

4.如權利要求1所述的雙饋風機次同步振蕩抑制方法，其特征在于，所述第二級增益放大器的增益系數取值為轉子側換流器控制器電流內環PI比例系數的相反數。