一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法与流程

本发明涉及电力电子装置控制的控制算法技术领域，特别涉及一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法。

背景技术：

次同步震荡现象是电网中常见的危害之一。近些年来，随着电力系统的发展，次同步现象的发生屡见不鲜，造成严重后果的事件也多有发生。

针对次同步共振现象多发的电机，为了避免产生严重后果，工程实践中已经利用了多种措施来抑制次同步共振的发生。例如statcom、sedc等设备。

现有的次同步震荡抑制设备大多是通过转速信号通过模态滤波器计算抑制指令。通过可控电流源向发电机组注入次同步抑制信号，产生正向阻尼来抑制发电机次同步振荡。

但传统抑制次同步振荡中使用的模态滤波器在暂态过程中响应时间较长，暂态中计算出的指令无法对暂态过程产生抑制效果，甚至会产生一定程度的激发，同样sedc设备也存在响应速度不足，无法对次暂态过程进行抑制。

因此，本发明人提出了一种针对发电机组次暂态振荡过程的检测和抑制方法，用于针对发电机组次暂态过程的抑制，有效降低次暂态振荡峰值，减小发电机组轴系疲劳累计，大大延长了发电机组轴系使用寿命。

技术实现要素：

为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，能够为实现降低发电机组在系统暂态故障或扰动引起的发电机组轴系扭振的峰值，降低暂态事件造成的发电机组轴系疲劳累积，大大延长了发电机组的轴系寿命。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，包括有发电机组次同步振荡的次暂态检测算法、发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法。

将发电机组次同步振荡分为暂态振荡和次稳态振荡，通过发电机组次同步振荡的次暂态检测算法检测出次暂态振荡时刻，触发发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法，控制电流源输出抑制所需的电流信号，完成对发电机组次同步暂态振荡的抑制。

进一步地，所述的发电机组次同步振荡的次暂态检测算法为：通过对发电机转速w进行判定，当转速信号变化率wk超过设定阈值a1，则判定进入次暂态过程，开始计算次暂态抑制指令。

进一步地，所述的发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法为：发电机转速w通过低通滤波器计算出转速直流分量wd，再通过带通滤波器计算特征频率分量wm，再对特征频率分量wm进行比例移相处理，得到所需控制指令。

进一步地，所述的转速信号变化率wk＝dw/dt。

进一步地，所述的低通滤波器使用低于5hz的低通滤波器。

进一步地，所述的带通滤波器使用使用10-50hz的带通滤波器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在传统发电机组次同步振荡抑制算法的基础上，加入了发电机组次同步振荡的次暂态检测算法、发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法，通过可控电流源装置，向发电机组注入次同步抑制电流，从而抑制发电机组次同步振荡的次暂态过程。相比传统次同步振荡抑制，能够对次暂态振荡进行抑制，降低系统暂态故障或扰动引起的发电机组轴系扭振的峰值，降低暂态事件造成的发电机组轴系疲劳累积，大大延长了发电机组的轴系寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的系统结构示意图；

图2是本发明用于抑制次同步振荡算法的示意图；

图3是传统次同步振荡抑制算法的示意图；

图4是本发明用于次暂态振荡检测算法的示意图；

图5是本发明用于次暂态振荡抑制算法的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，包括有发电机组次同步振荡的次暂态检测算法、发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法。

将发电机组次同步振荡分为暂态振荡和次稳态振荡，通过发电机组次同步振荡的次暂态检测算法检测出次暂态振荡时刻，触发发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法，控制电流源输出抑制所需的电流信号，完成对发电机组次同步暂态振荡的抑制。

如图1所示，本发明实施例构造图，通过可控电流源，向发电机组注入特征频率的电流，进而抑制发电机组的次同步振荡。

如图2所示，本发明的次同步振荡抑制算法，在传统次同步振荡抑制算法的基础上，加入了次暂态振荡检测算法和次暂态振荡抑制算法。

如图3所示，传统次同步振荡抑制算法示意图。传统次同步振荡抑制算法仅对近稳态振荡产生抑制效果，而无法在次暂态上产生抑制效果。

所述的发电机组次同步振荡的次暂态检测算法为：通过对发电机转速w进行判定，当转速信号变化率wk超过设定阈值a1(例如0.1rad/s)，则判定进入次暂态过程，开始计算次暂态抑制指令。

所述的发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法为：发电机转速w通过低通滤波器计算出转速直流分量wd，再通过带通滤波器计算特征频率分量wm，再对特征频率分量wm进行比例移相处理，得到所需控制指令。

所述的转速信号变化率wk＝dw/dt。

所述的低通滤波器使用低于5hz的低通滤波器。

所述的带通滤波器使用使用10-50hz的带通滤波器。

如图4所示，本发明的次暂态振荡检测算法示意图，通过对转速的变化率(wk)检测，当变化率大于a1时，降触发次暂态抑制算法。

如图5所示，本发明的次暂态振荡抑制算法示意图，将转速信号(w)经过一个低通滤波器，计算出转速的直流分量(wd)，再经过带通滤波器计算出转速信号中的特征频率分量(wm)，经过比例移相环节，最终得到所需的控制指令。

本发明在传统发电机组次同步振荡抑制算法的基础上，加入了发电机组次同步振荡的次暂态检测算法、发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法，通过可控电流源装置，向发电机组注入次同步抑制电流，从而抑制发电机组次同步振荡的次暂态过程。相比传统次同步振荡抑制，能够对次暂态振荡进行抑制，降低系统暂态故障或扰动引起的发电机组轴系扭振的峰值，降低暂态事件造成的发电机组轴系疲劳累积，大大延长了发电机组的轴系寿命。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

技术特征：

1.一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，其特征在于，包括有发电机组次同步振荡的次暂态检测算法、发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法；

将发电机组次同步振荡分为暂态振荡和次稳态振荡，通过发电机组次同步振荡的次暂态检测算法检测出次暂态振荡时刻，触发发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法，控制电流源输出抑制所需的电流信号，完成对发电机组次同步暂态振荡的抑制。

2.根据权利要求1所述的一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，其特征在于，所述的发电机组次同步振荡的次暂态检测算法为：通过对发电机转速w进行判定，当转速信号变化率wk超过设定阈值a1，则判定进入次暂态过程，开始计算次暂态抑制指令。

3.根据权利要求1所述的一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，其特征在于，所述的发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法为：发电机转速w通过低通滤波器计算出转速直流分量wd，再通过带通滤波器计算特征频率分量wm，再对特征频率分量wm进行比例移相处理，得到所需控制指令。

4.根据权利要求2所述的一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，其特征在于，所述的转速信号变化率wk＝dw/dt。

5.根据权利要求3所述的一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，其特征在于，所述的低通滤波器使用低于5hz的低通滤波器。

6.根据权利要求3所述的一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，其特征在于，所述的带通滤波器使用使用10-50hz的带通滤波器。

技术总结
本发明提出一种用于抑制发电机组次同步暂态振荡的方法，包括有发电机组次同步振荡的次暂态检测算法、发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法。将发电机组次同步振荡分为暂态振荡和次稳态振荡，通过发电机组次同步振荡的次暂态检测算法检测出次暂态振荡时刻，触发发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法，控制电流源输出抑制所需的电流信号，完成对发电机组次同步暂态振荡的抑制。在传统次同步振荡抑制方法基础上，加入了发电机组次同步振荡的次暂态检测算法、发电机组次同步振荡的次暂态抑制算法。可以有效降低系统暂态故障或扰动引起的发电机组轴系扭振的峰值，降低暂态事件造成的发电机组轴系疲劳累积，大大延长了发电机组的轴系使用寿命。

技术研发人员：何师;于洋;张海涛;鲁挺
受保护的技术使用者：荣信汇科电气股份有限公司;北京荣信慧科科技有限公司
技术研发日：2021.06.10
技术公布日：2021.07.30