[發明專利]一種基于正序電壓分量補償技術的雙饋風電機組次同步振蕩抑制方法

在審

• 申請號: 202210020462.4
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114336684A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 顏湘武;常文斐;賈焦心
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;國網河北省電力有限公司電力科學研究院;保定友源電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/16;H02J3/18;H02J3/38
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本發明公開了新能源技術領域的一種基于正序電壓分量補償技術的雙饋風電機組次同步振蕩抑制方法。海上風電場通過長距離高壓交流海底電纜連接海陸系統，其并網點等效電網強度低。在該弱電網下，針對海上雙饋風電系統中由靜止無功補償器誘發的次同步振蕩事故，基于正序電壓分量補償技術對風機網側變流器控制策略進行改進，增加其對機端正序電壓的控制，補償網側無功功率以穩定機端電壓，將不對稱故障的補償問題簡化為對電壓正序分量的補償，排除負序電壓對系統控制的影響，降低控制的復雜程度，增強控制系統的穩定性，支持電網電壓快速恢復，抑制系統次同步振蕩現象。

技術領域

本發明屬于新能源技術領域，具體涉及一種基于正序電壓分量補償技術的雙饋風電機組次同步振蕩抑制方法。

背景技術

隨著世界經濟的不斷發展，能源短缺和環境污染等問題日益嚴峻，各國都開始著手優化能源結構，大力開發可再生能源。我國風能資源豐富，風電產業快速發展，風電場建設迅速，逐漸向大規模、遠距離輸電方式發展，風電外送系統的穩定性問題開始凸顯。

針對遠距離的雙饋風電場并網系統，交流電網對風電場并網點電壓的支持作用降低，在該弱電網條件下，容易誘發風電場并網系統次同步振蕩事故。另一方面，風電場中廣泛采用靜止無功補償器等并聯無功補償裝置來提高線路輸送容量和增強系統暫態穩定性，在其不合理的運行方式或控制參數下，容易誘發系統次同步振蕩事故。故在弱電網下，針對雙饋風電系統中由靜止無功補償器誘發的次同步振蕩事故，設計合理的風機控制方法來提高風電并網系統的穩定性，對風電場安全穩定運行具有重要的現實意義。

考慮到電壓是電磁設備建立磁場的主要物理量，電壓不穩定將影響對應電磁設備(例如，發電機、變壓器)的內部磁場，導致其有功功率轉換或變送受影響。因此，電壓/無功作為有功輸送的載體或媒介，改善風機電壓/無功控制有助于有功功率的順暢傳輸，增強系統穩定性，抑制風電場次同步振蕩現象。

發明內容

本發明提供了一種基于正序電壓分量補償技術的雙饋風電機組次同步振蕩抑制方法。為抑制SVC在弱交流系統中誘發的次同步振蕩事故，結合正序電壓補償技術，增加風機網側變流器對機端正序電壓的控制，補償網側無功功率穩定機端電壓，增強弱電網的安全穩定特性，支持電網電壓快速恢復，抑制系統次同步振蕩現象。

該技術方案的創新思維與本發明的有益效果是：

本發明使用網側變流器輸出無功對機端電壓正序分量進行補償，增加風機網側變流器的控制維度，充分挖掘網側變流器的無功電壓控制能力，在維持直流母線電壓穩定的同時增加對機端電壓正序分量的控制，將不對稱故障的補償問題簡化為對電壓正序分量的補償，排除負序電壓對系統控制的影響，降低控制的復雜程度，增強控制系統的穩定性，支持電網電壓快速恢復，抑制系統次同步振蕩現象。

本發明提供的技術方案只需基于正序電壓分量補償技術對雙饋風電機組控制策略進行改進，即可實現對弱交流風電系統次同步振蕩現象的抑制，不需增加額外的裝置。

本發明提供的技術方案對于由對稱故障或不對稱故障引發的風電場次同步振蕩現象都有良好的抑制效果。

附圖說明

圖1為風電場結構圖。

圖2雙饋風機網側變流器控制原理圖。

圖3為風電場次同步振蕩事故發展過程圖。

圖4為改進控制下風電場事故響應曲線圖。

具體實施方式