[發(fā)明專利]面向主動支撐型新能源機組的附加虛擬雙PSS控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110331007.1
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112952861B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉闖;管弘武;蔡國偉;胡博;劉鋮;楊浩;張艷軍;葛維春;閆玉恒;劉雨桐
• 申請（專利權）人: 東北電力大學;國網遼寧省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 寧文濤

本發(fā)明公開了面向主動支撐型新能源機組的附加虛擬雙PSS控制方法，具體涉及一種面向主動支撐型新能源機組的附加虛擬雙PSS控制方法，包括以下步驟：建立主動支撐型VSC無窮大系統(tǒng)線性化模型，主動支撐型新能源VSC振蕩機理分析，主動支撐型VSC虛擬雙PSS設計，通過在新能源電網主動支撐控制基礎上，在控制回路中引入虛擬雙PSS環(huán)節(jié)，用于補償虛擬勵磁調節(jié)器的阻尼轉矩改善阻尼特性，有效抑制功率振蕩提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，通過對勵磁PSS與角度PSS的參數優(yōu)化，可使得雙PSS發(fā)揮其最大優(yōu)勢，本發(fā)明還有利于解決高比例新能源機組并網所產生的功率振蕩問題。

技術領域

本發(fā)明屬于新一代能源電力系統(tǒng)機電振蕩技術領域，具體涉及面向主動支撐型新能源機組的附加虛擬雙PSS控制方法。

背景技術

目前，化石能源的過度使用加劇了環(huán)境污染，引發(fā)了溫室效應等一系列問題，對此迫切需要改良現(xiàn)有能源結構，大力發(fā)展清潔能源取代化石能源。大規(guī)模新能源場站集中接入電網是新一代電力系統(tǒng)的典型特征。然而高比例新能源并網運行將取代依靠旋轉大軸提供慣量支撐的傳統(tǒng)機組，導致系統(tǒng)整體剛性慣量下降，影響了電力系統(tǒng)安全運行及電能可靠供應。對此，主動支撐型新能源機組能模擬傳統(tǒng)發(fā)電機輸出特性，為系統(tǒng)提供柔性慣量，提高系統(tǒng)的抗擾動能力。由于主動支撐型新能源機組模擬了傳統(tǒng)同步發(fā)電機的機電暫態(tài)特性，傳統(tǒng)同步發(fā)電機的功率振蕩問題也被引入到主動支撐型新能源機組。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供面向主動支撐型新能源機組的附加虛擬雙PSS控制方法，解決了新一代電力系統(tǒng)中主動支撐型新能源機組并網所產生的功率振蕩問題。

本發(fā)明所采用的技術方案是，面向主動支撐型新能源機組的附加虛擬雙PSS控制方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、建立主動支撐型VSC無窮大系統(tǒng)線性化模型；

步驟2、設計主動支撐型VSC虛擬雙PSS；

步驟3、對主動支撐型VSC虛擬雙PSS參數優(yōu)化。

本發(fā)明的特點還在于：

步驟1具體過程為：

步驟1.1、構建主動支撐型VSC機電暫態(tài)模型；

步驟1.2、推導主動支撐型VSC的Heffron-Phillips模型。

步驟1.1具體過程為：

根據同步發(fā)電機的二階轉子運動方程、一階勵磁回路方程及勵磁調壓方程，構建主動支撐型VSC機電暫態(tài)模型：

式(1)中：P_m為機械功率，P_e為電磁功率，H為虛擬慣量，D為阻尼系數，δ為發(fā)電機功角，Δω為額定轉速與實際轉速的偏差，E_q′為暫態(tài)電動勢，E_q為空載電動勢，E_fd為強制空載電動勢，E_fd′為自動電壓調節(jié)器輸出的勵磁電動勢，ΔU_t為逆變器端電壓偏差值，K_A為自動電壓調節(jié)器的增益，T_A為自動電壓調節(jié)器的時間常數，T_d0′為同步發(fā)電機勵磁繞組的時間常數，ω₀為額定角頻率，dω/dt為角頻率的變化率,dδ/dt為功角的變化率；

在式(1)中，電磁功率P_e和空載電動勢E_q表達式為：

式(2)中：U_d、U_q為無窮大母線電壓U_b的d軸分量和q軸分量，I_d、I_q為線路電流I_t的d軸分量和q軸分量，X′_d為直軸瞬變電抗，X_d為直軸同步電抗。