一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法
【专利摘要】本发明涉及一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，该方法用于系统中的统一潮流控制器中，包括，量测环节对系统进行信号采集，并对其中的母线功率信号 P 进行包括隔直环节、比例谐振控制环节、相位补偿环节和限幅环节的依次处理，获得输出控制信号 U p；将控制信号与统一潮流控制器对应参考值叠加，获得对应调节信号；将所述信号 P 和调节信号做差，将量测环节中所获得的若干种信号分别与对应的参考值做差，对各差值信号分别进行一阶惯性环节和比例积分环节的依次处理，得到输出q轴和输出p轴对应的电流、电压，将这些电压、电流注入所述系统，增大抑制所述系统中共振机理低频振荡的阻尼。优点是能有效减小共振振荡幅值，抑制共振机理低频振荡。
【专利说明】一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统控制领域，具体涉及一种抑制电力系统共振机理低频振荡的 方法。
【背景技术】
[0002] 共振机理低频振荡是由于外界周期性的功率扰动源的频率与系统固有的低频振 荡频率接近而引发的。近年来由于电力系统容量和并网规模的扩大，系统中功率扰动源增 多，共振机理低频振荡时有发生，对电力系统安全稳定运行造成严重危害。
[0003] 灵活交流输电力系统（FACTS)的出现为抑制共振机理低频振荡提供了新的有效 手段，统一潮流控制器作（UPFC)为目前功能最全面的FACTS装置，同时兼备线路潮流控制、 电压稳定、无功调节等多种功能。已有研究表明通过在统一潮流控制器中增加附加阻尼控 制回路能够提高系统的暂态稳定性，阻尼系统振荡。但是传统的统一潮流控制器附加阻尼 控制对共振机理低频振荡的阻尼效果不佳，原因是共振机理低频振荡的扰动源持续地向系 统中注入功率扰动，需要较高阻尼水平才能将其将抑制，而传统的方法达不到相应的阻尼 水平。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于有效解决共振机理低频振荡问题，而提供一种抑制电力系统共 振机理低频振荡的方法，所述方法包括用于所述系统中的统一潮流控制器中，包括：
[0005] 用量测环节对所述系统进行信号采集，并对其中的母线功率信号P进行包括隔直 环节、比例谐振控制环节、相位补偿环节和限幅环节的依次处理，获得输出控制信号U p ;
[0006] 将所述控制信号up与所述统一潮流控制器的参考功率信号P#叠加，并与量测环 节中所获得的母线功率信号P做差获得对应调节信号，对该调节信号进行一阶惯性环节和 比例积分环节的依次处理，得到对应的输出q轴电压v q ;
[0007] 将量测环节中所获得的母线无功功率Q、直流侧电容电压Vd。和母线电压V s分别与 母线参考无功功率Q#、直流侧电容电压参考值Vdc;ref和电压参考值VSMf做差，得到对应的三 差值信号，对三差值信号分别进行一阶惯性环节和比例积分环节的依次处理，得到对应的 输出P轴电压v p、p轴电流Ij^Pq轴电流Iq;;
[0008] 将所述q轴电压Vq、电流Iq和p轴电压Vp、电流I p连续注入所述系统，增大抑制所 述系统中共振机理低频振荡的阻尼。
[0009] 进一步的，所述信号Μ优选母线功率信号P，对应于该母线功率信号P经所述环节 依次处理后获得对应的输出控制信号u p，用该控制信号up与统一潮流控制器的参考功率信 号Praf叠加，获得对应调节信号，将所述母线功率信号p和该调节信号做差得到对应的功率 差值信号，对该差值信号进行一阶惯性环节和比例积分环节的依次处理，得到输出q轴电 压V
[0010] 进一步的，用所述量测环节中采集获得的所述母线无功功率信号Q和母线参考无 功功率Qrrf做差，得到对应的无功功率差值信号，将该无功功率差值信号进行一阶惯性环节 和比例积分环节的依次处理，得到p轴电压Vp。
[0011]进一步的，用所述量测环节中采集获得的所述直流侧电容电压vd。和直流侧电容 电压参考值vdc;rtf做差，得到对应的电压差值信号，将该电压差值信号进行一阶惯性环节和 比例积分环节的依次处理，得到p轴电流I p。
[0012]进一步的，用所述量测环节中采集获得的所述母线电压vs和母线电压参考值v sref 做差，得到对应的电压的差值信号，将该电压差值信号进行一阶惯性环节和比例积分环节 的依次处理，得到输出q轴电流I,。
[0013]进一步的，所述比例谐振控制环节中的传递函数为gpr(s),
[0014]
【权利要求】
1. 一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在于：所述方法用于所述系统 中的统一潮流控制器中，包括， 用量测环节对所述系统进行信号采集，并对其中的一信号Μ进行包括隔直环节、比例 谐振控制环节、相位补偿环节和限幅环节的依次处理，获得输出控制信号Up ; 将所述控制信号Up与所述统一潮流控制器的参考功率信号PMf叠加，并与量测环节中 所获得的母线功率信号P做差获得对应调节信号，对该调节信号进行一阶惯性环节和比例 积分环节的依次处理，得到对应的输出q轴电压V,; 将量测环节中所获得的母线无功功率Q、直流侧电容电压Vd。和母线电压Vs分别与母线 参考无功功率QMf、直流侧电容电压参考值和电压参考值VSMf做差，得到对应的三差值 信号，对三差值信号分别进行一阶惯性环节和比例积分环节的依次处理，得到对应的输出P 轴电压Vp、p轴电流Ip和q轴电流I,; 将所述q轴电压V,、电流I,和p轴电压Vp、电流Ip连续注入所述系统，增大抑制所述系 统中共振机理低频振荡的阻尼。
2. 根据权利要求1所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在于： 所述量测环节中采集的信号包括母线功率信号P、母线无功功率信号Q、母线电压信号V s、直 流侧电容电压Vd。、发电机有功功率信号、发电机转速信号、联络线上的有功功率信号和联络 线上的频率信号。
3. 根据权利要求1或2所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在 于：所述信号Μ优选母线功率信号P，对应于该母线功率信号P经所述环节依次处理后获得 对应的输出控制信号U p，用该控制信号Up与统一潮流控制器的参考功率信号PMf叠加，获得 对应调节信号，将所述母线功率信号P和该调节信号做差得到对应的功率差值信号，对该 差值信号进行一阶惯性环节和比例积分环节的依次处理，得到输出q轴电压V,。
4. 根据权利要求1或2所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在 于：用所述量测环节中采集获得的所述母线无功功率信号Q和母线参考无功功率Q Mf做差， 得到对应的无功功率差值信号，将该无功功率差值信号进行一阶惯性环节和比例积分环节 的依次处理，得到P轴电压V p。
5. 根据权利要求1或2所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在 于：用所述量测环节中采集获得的所述直流侧电容电压V d。和直流侧电容电压参考值Vdrarf 做差，得到对应的电压差值信号，将该电压差值信号进行一阶惯性环节和比例积分环节的 依次处理，得到P轴电流Ip。
6. 根据权利要求1或2所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在 于：用所述量测环节中采集获得的所述母线电压V s和母线电压参考值VSMf做差，得到对应 的电压的差值信号，将该电压差值信号进行一阶惯性环节和比例积分环节的依次处理，得 到输出q轴电流I q。
7. 根据权利要求1所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在于： 所述比例谐振控制环节中的传递函数为GPK(s)， GPR⑷=尺。SS+t，气， s" + 2mcjs + 其中：KPSi；为比例调节器的传递函数；i为振荡模态个数，i = 1,2,3, ···, n ;KKi为第i 个谐振调节器的谐振系数；ωΜ为第i个谐振调节器的谐振角频率；为第i个谐振调节 器的截止角频率，s为微分算子。
8. 根据权利要求7所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在于： 所述系统在振荡模态i > 2时，所述比例谐振控制环节中采用多个并联的谐振控制器。
9. 根据权利要求1所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在于： 所述一阶惯性环节的传递函数为Gin(s)， 其中：Ta为一阶惯性环节的时间常数，s为微分算子。
10. 根据权利要求1所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在于： 所述比例积分环节的传递函数为GPI (S)， Opi(s) = Κρ Η--， s 其中：ΚΡ为比例系数，&为积分系数。
11. 根据权利要求1所述的一种抑制电力系统共振机理低频振荡的方法，其特征在于： 所述补偿环节的传递函数为Gc(s) G.(,)= l+7；.v \+T4s 其中：1\、T2、T3、T4为相位补偿环节时间常数。
【文档编号】H02J3/24GK104300555SQ201410539730
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】黄俊辉, 扬晓梅, 高正平, 蒋平, 冯双 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力经济技术研究院, 东南大学