一种阻断hvdc控制回路中次同步频率分量的方法
【专利摘要】本发明属于电力系统控制技术领域，尤其涉及一种阻断HVDC控制回路中次同步频率分量的方法，根据发电机参数计算或通过实测来得到存在次同步振荡问题的发电机轴系的扭振频率；以发电机轴系的扭振频率作为中心频率，设计带阻滤波器或带通滤波器；将所设计的带阻滤波器或带通滤波器接入HVDC整流侧直流功率或直流电流的控制回路中来滤除直流功率或直流电流量测量中的次同步频率分量。本发明提出的抑制方法，以大型火电机组与HVDC控制回路相互作用的机理和阻尼敏感度的研究成果为依据，物理概念明确，计算简便，工程实施简单易行，便于实际应用，有效解决大型火电机组经HVDC送出的次同步振荡问题。
【专利说明】
-种阻断HVDC控制回路中次同步频率分量的方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力系统控制技术领域，尤其设及一种阻断HVDC控制回路中次同步频 率分量的方法。
【背景技术】
[0002] 电力系统次同步振荡（Subsynchronous OsciIlation,SS0)是由于系统中机械设 备和电气设备动态特性禪合作用所引发的动态行为，其最早发生于大型火电机组与串补输 电线路之间，其后随着高压直流输电技术的发展及其在大型火电机组群高压远距离输电中 的应用，出现了大型火电机组轴系与HVDC整流侧及其直流功率或直流电流控制回路之间的 次同步振荡问题，称为次同步扭振相互作用（Subsynchronous Torsional Interaction, SSTI)，引起了电力工程师W及相关学者的广泛关注。研究人员提出了一系列分析和抑制 HVDC引起火电机组次同步振荡的方法。其中，较为常采用的抑制方法是HVDC直流附加阻尼 控制SSDC，其从整流侧换流母线电压中提取次同步频率分量，并将其作为反馈控制信号在 HVDC整流侧的直流功率和直流电流中附加控制环节，通过调节直流功率来提高系统在次同 步频率下的电气阻尼。但次同步频率分量在整流侧换流母线电压中的含量相对较小，在实 际工程中对其提取较为困难，抑制效果受到限制。此外，SSDC对次同步振荡的抑制主要依赖 于其控制环节中补偿相位的校正，因此需要进行大量的仿真和现场测试工作，实施起来非 常不便。
[0003] HVDC对火电机组所在系统电气阻尼的削弱是导致次同步振荡的根本原因。研究表 明，在火电机组与HVDC的相互作用路径中，系统电气阻尼对触发角控制量最为敏感，触发角 控制量的微小变化即会引起系统电气阻尼的较大变动，而HVDC整流侧电流控制回路又是形 成触发角控制量的重要环节，因此可W考虑削弱运一敏感程度的方法，从而阻断火电机组 与HVDC在次同步频率下的相互作用路径。较之其他方法，运一思路更加直接有效，且便于工 程实施。
【发明内容】
[0004] 为了更加有效的解决大型火电机组经HVDC送出的次同步振荡问题，本发明提出了 一种阻断HVDC控制回路中次同步频率分量的方法，包括：
[0005] 步骤1:根据发电机参数计算或通过实测来得到存在次同步振荡问题的发电机轴 系的扭振频率；
[0006] 步骤2: W发电机轴系的扭振频率作为中屯、频率，设计带阻滤波器或带通滤波器；
[0007] 步骤3:将所设计的带阻滤波器或带通滤波器接入HVDC整流侧直流功率或直流电 流的控制回路中来滤除直流功率或直流电流量测量中的次同步频率分量。
[000引所述带阻滤波器为包含发电机轴系的扭振频率的宽带阻滤波器或为仅包含某一 发电机轴系扭振频率的窄带阻滤波器或多个上述带阻滤波器的串联组合。
[0009]所述带通滤波器为包含所述发电机轴系的扭振频率且在扭振频率处相位偏移为 零的一个或多个窄带通滤波器的并联组合。
[0010] 所述带阻滤波器与直流功率或直流电流的量测量串联后直接作为控制信号。
[0011] 所述带通滤波器与直流功率或直流电流的量测量串联后与直流功率或直流电流 相减并反向后作为控制信号。
[0012] 本发明的有益效果在于:本发明提出的抑制方法，从大型火电机组与HVDC控制回 路相互作用的机理和阻尼敏感度的研究成果为依据，物理概念明确，计算简便，工程实施简 单易行，便于实际应用，有效解决大型火电机组经HVDC送出的次同步振荡问题。
【附图说明】
[0013] 图1是典型火电机组经直流送出系统的单线图。
[0014] 图2是HVDC整流侧电流控制回路的框图。
[001引图3是采用带阻滤波器的HVDC整流侧电流控制回路的框图。
[0016] 图4是采用本发明前后发电机轴系的振荡曲线。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图，详细说明实施方案。
[0018] 图1是典型火电机组经直流送出系统的单线图，其中火电机组# 1和#2距离HVDC整 流侧最近，存在发散的次同步振荡问题。首先根据发电机组的轴系参数计算出了火电机组 与HVDC之间存在扭振频率为13化的负阻尼次同步振荡。
[0019]图2是HVDC整流侧电流控制回路的框图，W发电机轴系的扭振频率作为中屯、频率， 设计带阻滤波器或带通滤波器;将所设计的带阻滤波器或带通滤波器接入HVDC整流侧直流 功率或直流电流的控制回路中来滤除直流功率或直流电流量测量中的次同步频率分量。
[0020] 图3是采用带阻滤波器的HVDC整流侧电流控制回路的框图，Id为HVDC的实际直流 电流，Inrder为整流侧直流电流指令值，Kp和Kl/S分别为HVDC整流侧电流的PI控制环节的增 益部分和积分部分，f (RJ)为从直流电流控制回路到实际直流电流量之间的传递函数， (7 …了为直流电流测量环节的传递函数。
[0021] 在此实施方案中，本发明中所采用的带阻滤波器与经过测量环节后的直流电流测 量值串联，与电流指令值做差后进行反馈控制。由于发电机轴系扭振频率为13化，在本实施 方案中，所采用的带阻滤波器W13化作为中屯、频率，阻频带为[5化21化]，采用己特沃斯滤 波器。
[0022] 图4是故障扰动激发次同步振荡情况下，采用本发明前后发电机轴系的振荡情况， 可W看出，采用本发明可W将存在发散问题的次同步振荡迅速衰减。
[0023] 此实施例仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该W权利要求的保护范围 为准。
【主权项】
1. 一种阻断HVDC控制回路中次同步频率分量的方法，其特征在于，包括： 步骤1:根据发电机参数计算或通过实测来得到存在次同步振荡问题的发电机轴系的 扭振频率； 步骤2:以发电机轴系的扭振频率作为中心频率，设计带阻滤波器或带通滤波器； 步骤3:将所设计的带阻滤波器或带通滤波器接入HVDC整流侧直流功率或直流电流的 控制回路中来滤除直流功率或直流电流量测量中的次同步频率分量。2. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述带阻滤波器为包含发电机轴系的扭振频 率的宽带阻滤波器或为仅包含某一发电机轴系扭振频率的窄带阻滤波器或多个上述带阻 滤波器的串联组合。3. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述带通滤波器为包含所述发电机轴系的扭 振频率且在扭振频率处相位偏移为零的一个或多个窄带通滤波器的并联组合。4. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述带阻滤波器与直流功率或直流电流的量 测量串联后直接作为控制信号。5. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述带通滤波器与直流功率或直流电流的量 测量串联后与直流功率或直流电流相减并反向后作为控制信号。
【文档编号】H02J3/24GK106099955SQ201610607387
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月28日 公开号201610607387.6, CN 106099955 A, CN 106099955A, CN 201610607387, CN-A-106099955, CN106099955 A, CN106099955A, CN201610607387, CN201610607387.6
【发明人】肖湘宁, 马为民, 张剑, 李亚男, 曹澄沙, 罗超, 杨琳
【申请人】华北电力大学, 国网北京经济技术研究院