一种基于全控型逆变器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全控型逆变器的次同步振荡抑制方法。本发明提取发电机转速偏差信号中的次同步频率分量、线路电流d轴分量中的次同步频率分量和线路电流q轴分量中的次同步频率分量，采集全控型逆变器的直流电容的电压偏差量；将上述各量输入全控型逆变器中产生相应的电压分量，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。本发明响应速度快，能够有效抑制各种原因引起的次同步振荡。

主权项

一种基于全控型逆变器的次同步振荡阻尼阻断抑制方法，其特征在于，包括：步骤1：采集发电机的转速偏差信号，从中提取转速偏差中的次同步频率分量，用于阻尼发电机轴系扭振引起的次同步振荡；步骤2：采集全控型逆变器接入点所在系统的线路电流，提取出其中的线路电流d轴分量中的次同步频率分量和线路电流q轴分量中的次同步频率分量；步骤3：采集全控型逆变器的直流电容的电压偏差量；步骤4：将转速偏差中的次同步频率分量和线路电流q轴分量中的次同步频率分量作为全控型逆变器控制器的q轴输入量；将全控型逆变器的直流电容的电压偏差量和线路电流d轴分量中的次同步频率分量作为全控型逆变器控制器的d轴输入量；步骤5：全控型逆变器的控制器的q轴输入量和全控型逆变器的控制器的d轴输入量在全控型逆变器的输出电压中产生相应的电压分量，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；所述发电机的转速偏差信号通过模态滤波器采集；所述全控型逆变器采用主拓扑结构；所述主拓扑结构包括三相两电平结构、多重化结构、嵌入式多电平结构、H桥级联结构和MMC结构；所述线路电流d轴分量中的次同步频率分量和线路电流q轴分量中的次同步频率分量通过次同步电流滤波器提取；所述方法用以进行电力系统中次同步振荡的抑制；全控型逆变器经连接变压器或小电感并联接入系统，采用dq解耦的直接电流控制，经次同步电流滤波器，在dq坐标系下提取全控型逆变器接入点系统侧电流中的次同步分量，将其分别作为控制器d轴和q轴的外环输入，用以产生阻断线路次同步电流的电流量；经模态滤波器，提取发电机转速偏差中的次同步频率分量，将其作为控制器q轴的外环输入，用以产生阻尼发电机组轴系扭振的电流量；将全控型逆变器直流侧的电容电压或H桥级联全控型逆变器取整体直流电压平均值的偏差量作为控制器d轴的外环输入，用以产生稳定直流侧电容电压的电流量；所述方法通过将线路中的次同步电流反注入系统，迅速阻断次同步电流流入发电机；通过引入发电机转速偏差中的模态分量产生相应的次同步电流注入系统，快速阻尼发电机轴系的扭振；所述方法中转速偏差的次同步分量Δω_mode与线路电流的q轴次同步频率量i_{Lq_mode}经PI调节后形成控制器外环输入的q轴参考电流i_{q_order}，与全控型逆变器输出电流的q轴分量i_q相减后作用于内环，最终形成调制波的q轴电压分量u_iq；线路电流的d轴次同步频率量i_{Ld_mode}与直流电压的偏差量ΔU_dc经PI调节后形成控制器外环输入的d轴参考电流i_{d_order}，与全控型逆变器输出电流的d轴分量i_d相减后作用于内环，最终形成调制波的d轴电压分量u_id；调制波的dq轴电压分量经dq/abc变换后，形成调制波的三相电压量，与载波比较后，形成控制全控型开关器件通断的脉冲触发信号；根据SPWM的控制原理，全控型逆变器输出的电压中将含有与调制波同频率、同相位、幅值受控的次同步频率分量，该分量与接入点系统电压共同作用于连接变压器的漏抗或小电感，产生相应频率的次同步电流；当控制器的PI参数设置合理时，通过调节全控型逆变器输出电压的次同步分量，一方面产生稳定直流电容电压的电流分量，另一方面产生阻尼发电机组轴系扭振的次同步电流分量和阻断系统次同步电流的反相电流分量。