一種基於svg抑制風機併網引起的次同步振蕩方法
2023-12-04 15:48:46 1
一種基於svg抑制風機併網引起的次同步振蕩方法
【專利摘要】一種基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法，首先測量電網次同步振蕩電流的頻率，作FFT分析，得到所有的次同步振蕩頻率。將系統的工頻頻率與次同步電流振蕩頻率的差值設為帶通濾波器的中心頻率，設計帶通濾波器BPF。所述的SVG電流環控制設計，即是在DQ旋轉坐標系下解耦，並在DQ旋轉坐標系下將系統檢測得到的次同步震蕩電流信號通過上述濾波器後得到無功電流指令。所述的分布式補償風電併網次同步振蕩的補償策略，即是通過分布式SVG補償點設計，增大SVG對電網次同步震蕩電流補償的容量，在不同節點有針對性地抑制風電的併網次同步震蕩問題。
【專利說明】-種基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電網的無功補償系統，特別是涉及一種風力發電廠風機併網時引起的 次同步振蕩的抑制方法。
【背景技術】
[0002] 目前，風電場在遠距離大規模的送電技術中，主要採用兩種技術，即串補電容技術 和直流輸電技術。但這兩種技術都可能引發風電系統的次同步振蕩，即頻率為2?50Hz的 振蕩，並且會嚴重影響輸電的可靠性，造成大量的風電機組解列。
[0003] 電網中的次同步振蕩通常由串補電容的諧振頻率造成，並因為落在發電機模態頻 率附近或控制器諧振頻率附近而被放大。如果系統在此頻率下呈現低阻尼特性，次同步振 蕩會持續較長時間，從而在一定程度上影響系統的穩定性；如果系統在此頻率下呈現負阻 尼特性，次同步振蕩電流會被不斷放大，而最終會導致系統崩潰。
[0004] 無功補償裝置作為常用的電力系統穩定裝置，在電網中應用比較廣泛。其中SVG 的應用更為靈活，因其可以向電網中注入指定頻率的電流，改善系統的暫態特性和穩態特 性，因此，研究如何使用無功補償裝置（SVG)對次同步振蕩的狀況進行抑制、從而改變系統 的穩定性具有重要的意義。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的就是提供一種採用無功補償裝置（SVG)的方法，進行抑制因風機並 網而引起的次同步振蕩，因而改變系統的穩定性，使系統運行可靠。
[0006] 為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下：
[0007] -種基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法，包括對系統電流振蕩頻率的 測量、帶通濾波器的設計校正、SVG電流環控制設計，以及分布式補償風電併網次同步振蕩 的補償策略。
[0008] 所述的測量電網次同步振蕩電流的頻率，即在2Hz?50Hz範圍內，測量風電機組 流入電網的電流，作FFT分析，得到所有的次同步振蕩頻率。
[0009] 所述的帶通濾波器的設計校正，即將系統的工頻頻率與次同步電流振蕩頻率的差 值設為帶通濾波器的中心頻率，設計帶通濾波器BPF。
[0010] 所述的SVG電流環控制設計，即是在DQ旋轉坐標系下解耦，並在DQ旋轉坐標系下 將系統檢測得到的次同步震蕩電流信號通過上述濾波器後得到無功電流指令。
[0011] 所述的分布式補償風電併網次同步振蕩的補償策略，即是通過分布式止步G補償 點設計，增大止步G對電網次同步震蕩電流補償的容量，在不同節點有針對性地抑制風電 的併網次同步震蕩問題。
[0012] 有益效果
[0013] 與現有技術相比，本發明的優點如下：
[0014] 1.使用FAC正止裝置抑制電網次同步震蕩問題，無需額外增加成本，拓展了止步G 應用的領域。
[0015] 2.相比理論化的計算和調整方法，無需對風電併網系統進行精確建模，通過測量 次同步電流反饋信號即可提供有效的正阻尼作用。
[0016] 3.次同步電流容量擴容簡單方便，適用於分期投資建設的風電項目。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1風機次同步振蕩頻譜
[0018] 圖2系統總體構成圖
[0019] 圖3信號濾波器設計
[0020] 圖4SVG次同步諧振抑制控制器
[0021] 圖5風電併網分布式SVG次同步諧振拓撲
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖，對本發明做進一步的詳細說明。
[0023] 參見圖1至圖5。本發明基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法，包括對系 統電流振蕩頻率的測量、帶通濾波器的設計校正、SVG電流環控制設計，及分布式補償風電 併網次同步振蕩的補償策略。
[0024] 第一步，測量電網次同步振蕩電流的特徵頻率。即在2Hz?50Hz範圍內，測量風 電機組流入電網的電流，作FFT分析，得到所有的次同步振蕩頻率，如圖1所示。在圖1中， 發現系統在40Hz附近存在次同步電流分量。將50Hz-40Hz=IOHz設為帶通濾波器的中心 頻率，設計帶通濾波器BPF。
[0025] 上述BPF設計為二階帶通濾波器，中心頻率設置在IOHz處，增益設置為-1，得到濾 波器BPF的傳遞函數如下，
【權利要求】
1. 一種基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法，其特徵在於：首先對系統電流 振蕩頻率進行測量，然後進行帶通濾波器的設計校正和SVG電流環控制的設計，以及分布 式補償風電併網次同步振蕩的補償策略。
2. 根據權利要求1所述的基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法，其特徵在於：所述的測量電網次同步振蕩電流的頻率，即在2Hz?50Hz範圍內，測量風電機組流入電網 的電流，作FFT分析，得到所有的次同步振蕩頻率。
3. 根據權利要求1所述的基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法，其特徵在於：所述的帶通濾波器的設計校正，即將系統的工頻頻率與次同步電流振蕩頻率的差值設為帶 通濾波器的中心頻率，設計帶通濾波器BPF。
4. 根據權利要求1所述的基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法，其特徵在於：所述的SVG電流環控制設計，即是在DQ旋轉坐標系下解耦，並在DQ旋轉坐標系下將系統檢 測得到的次同步振蕩電流信號通過上述濾波器後得到無功電流指令。
5. 根據權利要求1所述的基於SVG抑制風機併網引起的次同步振蕩方法，其特徵在於：即是通過分布式SVG補償點設計，增大SVG對電網次同步震蕩電流補償的容量，在不同節點 有針對性地抑制風電的併網次同步震蕩問題。
【文檔編號】H02J3/38GK104333022SQ201410653094
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】郭自勇, 孫賢大, 李海生, 王緒寶, 楊洋, 魏斌, 楚淑玲, 王飛義, 王繼浩, 孔祥聲, 楊永飛 申請人:榮信電力電子股份有限公司, 新疆潔淨能源技術研究院