一种用于抑制风电场次同步振荡的方法与流程

本发明涉及供电，具体涉及一种用于抑制风电场次同步振荡的方法。

背景技术：

1、我国风电场光伏电站等新能源开发呈现规模化开发、集中式并网、远距离输送特点，而高压直流输电系统作为解决大容量远距离输送、跨区域电网互联的有效手段，国内已有多条线路建成并在运行。但大规模风电、光伏等新能源并网的hvdc输电系统及其快速有源控制特性易于引发次同步振荡，导致汽轮发电机组破坏，严重威胁电力系统安全运行。

2、现有的次同步振荡抑制方法主要有阻塞滤波器、利用sedc/pss实现的附加励磁阻尼控制以及利用svc/svg附加阻尼控制。

3、目前，风电场光伏电站等新能源并网系统一般均配置一定容量的无功补偿容量，但大部分svc或svg不具备次同步振荡抑制功能或抑制功能很有限，主要因为svc补偿设备策略不适应、响应速度慢、电压特性差。而常规的基于svg的抑制次同步振荡的控制系统基于转速反馈信号，一方面该结构往往在风电场或光伏电站等新能源并网系统中，无法获得该转速信号；另一方面，其转速输入控制系统单一，频率成分分析简单，无法达到机组多模态振荡频率的理想控制效果。

4、综上所述，现有的风电场次同步振荡抑制方法的成本较高，且可靠性低，抑制效果不理想。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种用于抑制风电场次同步振荡的方法，通过采集电网电压、电流来获取现场的次同步振荡特征频率以及幅值，实现系统次同步振荡的抑制，其成本较低，可靠性高，且抑制效果较好。

2、本发明一种用于抑制风电场次同步振荡的方法，包括以下步骤：

3、对并网点电压进行采样，得到次同步振荡电压信号；

4、从采集的所述次同步振荡电压信号中滤出指定频率段的次同步振荡电压信号；

5、对所述指定频率段的次同步振荡电压信号进行相位补偿；

6、对所述指定频率段的次同步振荡电压信号进行幅值补偿，将电压信号转换为次同步振荡抑制电流指令信号。

7、较为优选的，所述对并网点电压进行采样，得到次同步振荡电压信号包括：

8、从svg补偿母线或svg所在系统公共连接pcc接入点采集得到次同步振荡电压信号。

9、较为优选的，从采集的所述次同步振荡电压信号中滤出指定频率段的次同步振荡电压信号包括：

10、对采集的所述次同步振荡电压信号进行abc/dq坐标变换；

11、将变换结果输入至带通滤波器，得到指定频率段的次同步振荡电压信号。

12、较为优选的，所述对采集的所述次同步振荡电压信号进行abc/dq坐标变换包括：

13、利用对svg并网点母线电压进行pll锁相后获得的电压同步信号，对采集的所述次同步振荡电压信号进行abc/dq坐标变换。

14、较为优选的，所述带通滤波器通过matlab软件自带的fdatool工具设计得到，所述带通滤波器的z域传递函数为：

15、

16、较为优选的，所述指定频率段为10hz～45hz。

17、较为优选的，所述相位补偿包括：

18、采用传递函数的超前滞后环节进行模态频率点滞后相位补偿；

19、其中，t2＝at1，t1，t2为相位补偿环节的时间常数；ωx为需要进行相位补偿的点所对应的角频率；θ为在角频率ωx下对应的需要进行补偿的相位角。

20、较为优选的，所述相位补偿还包括：

21、在补偿角度大于60°时，采用对其补偿环节串联的方式进行补偿；

22、在补偿角度的绝对值大于90°时，采用先反相再补偿的方法进行补偿。

23、本发明的有益效果为：本方法利用对svg并网点母线电压进行pll锁相后获得的电压同步信号，将从svg补偿母线或svg所在系统公共连接pcc接入点采集的次同步振荡电压信号进行abc/dq坐标变换。并网点电压dq坐标系下vd、vq含量包含了次同步振荡信息。通过设计相应的带通滤波器提取次同步振荡电压信息，同时经过相位补偿环节，对采样延迟以及滤波延迟环节进行相位补偿，再通过幅值补偿环节将电压信号转换为次同步振荡抑制电流指令信号。本方法对比传统的次同步抑制方法，不需要额外增加采集风机转速信号的设备。在保证不增加硬件设备的基础上，借用现有svg设备，软件添加控制策略快速投入使用。可以降低成本，提高可靠性，且具有较好的抑制效果。对比传统的电阻均压方法，本发明可以显著降低成本，减少故障点，提高可靠性，提高抑制次同步振荡抑制效果。

技术特征：

1.一种用于抑制风电场次同步振荡的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于抑制风电场次同步振荡的方法，其特征在于，所述对并网点电压进行采样，得到次同步振荡电压信号包括：

3.根据权利要求1所述的用于抑制风电场次同步振荡的方法，其特征在于，从采集的所述次同步振荡电压信号中滤出指定频率段的次同步振荡电压信号包括：

4.根据权利要求3所述的用于抑制风电场次同步振荡的方法，其特征在于，所述对采集的所述次同步振荡电压信号进行abc/dq坐标变换包括：

5.根据权利要求3所述的用于抑制风电场次同步振荡的方法，其特征在于，所述带通滤波器通过matlab软件自带的fdatool工具设计得到，所述带通滤波器的z域传递函数为：

6.根据权利要求1所述的用于抑制风电场次同步振荡的方法，其特征在于：所述指定频率段为10hz～45hz。

7.根据权利要求1所述的用于抑制风电场次同步振荡的方法，其特征在于，所述相位补偿包括：

8.根据权利要求7所述的用于抑制风电场次同步振荡的方法，其特征在于，所述相位补偿还包括：

技术总结
本发明涉及供电技术领域，具体涉及一种用于抑制风电场次同步振荡的方法。包括以下步骤：对并网点电压进行采样，得到次同步振荡电压信号；从采集的所述次同步振荡电压信号中滤出指定频率段的次同步振荡电压信号；对所述指定频率段的次同步振荡电压信号进行相位补偿；对所述指定频率段的次同步振荡电压信号进行幅值补偿，将电压信号转换为次同步振荡抑制电流指令信号。本方法通过采集电网电压、电流来获取现场的次同步振荡特征频率以及幅值，实现系统次同步振荡的抑制，其成本较低，可靠性高，且抑制效果较好。

技术研发人员：马吉,姜胜利,宋海军,彭国平,史奔,杨洸,程子豪,吴丹,周圣枝,陈蕾,王飞,郭艳,李旺,孙小平
受保护的技术使用者：湖北省电力规划设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24