发明名称 一种基于模态阻尼电流注入的次同步振荡抑制方法
摘要 本发明公开了电力系统稳定与控制领域中的一种基于模态阻尼电流注入的次同步振荡抑制方法。该方法提取发电机转速偏差信号中的次同步模态信号、全控型逆变器的直流电容的电压偏差量,经阻尼电流控制环节和直流电压电压控制环节得到用于抑制次同步振荡的次同步或超同步阻尼电流指令信号和维持全控型逆变器直流电压稳定的基波有功电流指令信号;通过PWM控制使全控型逆变器输出电流跟踪上述电流指令信号,注入到发电机组中,产生阻尼次同步振荡的电磁转矩,从而达到抑制次同步振荡的目的。本发明响应速度快,逆变器输出电流利用率高,同时可以兼顾多个次同步扭振模态,提高系统次同步稳定性,降低大型发电机的轴系扭振疲劳损伤。
申请公布号 CN105024388A 申请公布日期 2015.11.04
申请号 CN201510204716.8 申请日期 2015.04.28
申请人 华北电力大学 发明人 肖湘宁;罗超;张剑;陈鹏伟
分类号 H02J3/24(2006.01)I;H02P9/00(2006.01)I 主分类号 H02J3/24(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种基于模态阻尼电流注入的次同步振荡抑制方法,其特征在于:步骤1:采集发电机的转速偏差信号Δω;步骤2:转速偏差信号经模态滤波器提取出各模态信号Δω<sub>i</sub>,具体包括:所述转速偏差信号Δω经模态1滤波器得到模态1信号Δω<sub>1</sub>;所述转速偏差Δω信号经模态2滤波器得到模态2信号Δω<sub>2</sub>…所述转速偏差信号Δω经模态N滤波器得到模态N信号Δω<sub>N</sub>;步骤3:所述模态信号Δω<sub>i</sub>经比例移相器得到各模态控制信号Δω<sub>modi</sub>,具体包括:所述模态1信号Δω<sub>1</sub>经比例移相器1得到模态1控制信号Δω<sub>mod1</sub>;所述模态2信号Δω<sub>2</sub>经比例移相器2得到模态2控制信号Δω<sub>mod2</sub>…所述模态N信号Δω<sub>N</sub>经模态N滤波器得到模态N控制信号Δω<sub>modN</sub>;步骤4:所述模态控制信号Δω<sub>modi</sub>(i=1,2…N)移相90度,得到正交的模态的模态控制信号<img file="dest_path_image001.GIF" wi="84" he="44" />(i=1,2…N);步骤5:采集逆变器接入点系统侧abc三相电压值<img file="dest_path_image002.GIF" wi="86" he="48" />,经锁相环PLL得到a相基波电压的同步相角ωt及a相同步信号sinωt,依次滞后120度,分别得到bc相基波电压的同步相角ωt‑120度、ωt‑240度及其同步信号sin(ωt‑120)、sin(ωt‑240);步骤6:所述abc相同步相角经加上可调相位<img file="dest_path_image003.GIF" wi="38" he="34" />(i=1,2…N)并分别取正弦和余弦,得到模态i的同步正弦调制信号<img file="dest_path_image004.GIF" wi="67" he="35" />和同步余弦调制信号<img file="dest_path_image005.GIF" wi="67" he="38" />,具体包括:模态i(i=1,2…N)的a相同步正弦调制信号<img file="dest_path_image006.GIF" wi="160" he="34" />,余弦调制信号<img file="dest_path_image007.GIF" wi="162" he="30" />;模态i(i=1,2…N)的b相同步正弦调制信号<img file="dest_path_image008.GIF" wi="198" he="37" />,余弦调制信号<img file="dest_path_image009.GIF" wi="205" he="32" />;模态i(i=1,2…N)的c相同步正弦调制信号<img file="dest_path_image010.GIF" wi="243" he="39" />,余弦调制信号<img file="dest_path_image011.GIF" wi="244" he="43" />;步骤8:根据所述模态控制信号Δω<sub>modi</sub>、所述正交的模态控制信号<img file="dest_path_image012.GIF" wi="63" he="40" />、所述模态i的同步正弦调制信号<img file="dest_path_image013.GIF" wi="70" he="40" />和同步余弦调制信号<img file="dest_path_image014.GIF" wi="67" he="36" />,计算出模态i的abc三相阻尼电流<img file="dest_path_image015.GIF" wi="82" he="40" />(i=1,2…N),具体包括:情形1:模态i的a相阻尼电流<img file="dest_path_image016.GIF" wi="272" he="37" />;模态i的b相阻尼电流<img file="dest_path_image017.GIF" wi="278" he="33" />;模态i的c相阻尼电流<img file="dest_path_image018.GIF" wi="272" he="31" />;情形2:模态i的a相阻尼电流<img file="dest_path_image019.GIF" wi="281" he="37" />;模态i的b相阻尼电流<img file="dest_path_image020.GIF" wi="284" he="36" />;模态i的c相阻尼电流<img file="dest_path_image021.GIF" wi="279" he="37" />;步骤9:所述abc三相下的各模态阻尼电流<img file="dest_path_image022.GIF" wi="85" he="42" />(i=1,2…N)求和,得到abc各相的总阻尼电流<img file="dest_path_image023.GIF" wi="85" he="45" />,具体包括:a相的总阻尼电流<img file="dest_path_image024.GIF" wi="116" he="60" />;b相的总阻尼电流<img file="dest_path_image025.GIF" wi="119" he="61" />;c相的总阻尼电流<img file="dest_path_image026.GIF" wi="129" he="58" />;步骤10:采集全控型逆变器的直流电容的电压偏差量<img file="dest_path_image027.GIF" wi="49" he="39" />,经低通滤波器、比例积分环节得到基波有功电流峰值<img file="dest_path_image028.GIF" wi="30" he="30" />,该峰值分别乘以所述abc各相基波电压的同步信号,即得到维持逆变器直流电压稳定的abc各相基波有功电流补偿信号<img file="dest_path_image029.GIF" wi="69" he="46" />,具体包括:a相基波有功电流补偿信号<img file="dest_path_image030.GIF" wi="142" he="42" />;b相基波有功电流补偿信号<img file="dest_path_image031.GIF" wi="203" he="39" />;c相基波有功电流补偿信号<img file="dest_path_image032.GIF" wi="194" he="44" />;步骤11:所述abc各相总阻尼电流指令信号<img file="dest_path_image033.GIF" wi="76" he="45" />和所述abc各相基波有功电流补偿信号<img file="dest_path_image034.GIF" wi="65" he="41" />之和作为总电流参考值<img file="dest_path_image035.GIF" wi="80" he="39" />;步骤12:所述总电流参考值<img file="dest_path_image036.GIF" wi="79" he="41" />与逆变器的输出电流<img file="dest_path_image037.GIF" wi="71" he="43" />经PWM控制产生驱动信号控制全控型逆变器,使逆变器的输出电流<img file="32179dest_path_image037.GIF" wi="71" he="43" />跟踪总电流参考值<img file="382388dest_path_image036.GIF" wi="79" he="41" />,进而产生抑制次同步振荡和维持全控型逆变器直流电压稳定的电流分量。
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