多模式附加次/超同步振荡控制方法和控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统控制技术领域，具体涉及一种多模式附加次/超同步振荡控 制方法及控制系统。
【背景技术】
[0002] 风能是分布广泛的清洁可持续能源，我国风力发电正持续快速发展。考虑到我国 的资源和负荷中心的逆向分布，大规模风电远距离外送成为必然趋势。当风电场通过含串 联补偿电容输电线路外送功率时可能会发生以感应发电机效应为主的次/超同步谐振或振 荡，影响电力系统的安全稳定运行。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0004] 为此，本发明的一个目的在于提出一种多模式附加次/超同步振荡控制方法，该方 法能够有效抑制风电场接入时系统的次/超同步振荡。
[0005] 本发明的另一个目的在于提出一种多模式附加次/超同步振荡控制系统。
[0006] 为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例公开了一种多模式附加次/超同步 振荡控制方法，包括以下步骤:S1:采集风机侧的总三相电流i c或者线路侧的总三相电流iL; S2:根据所述风机侧的总三相电流ic或者线路侧的总三相电流iL计算得到多个模式控制信 号;S3:对所述多个模式控制信号进行加和运算，以得到附加控制信号；以及S4:对所述附加 控制信号进行限幅处理，以使所述附加控制信号的幅值位于第一预设范围内。
[0007] 根据本发明实施例的多模式附加次/超同步振荡控制方法，实时采集风机侧或者 线路侧的总电流，计算出附加控制信号，通过控制静止无功发生器，在振荡发生的次/超同 步频率处，将静止无功发生器等效为并联在母线处的感性阻抗，破坏系统振荡发生的条件， 从而有效抑制风电场接入时系统的次/超同步振荡。
[0008] 另外，根据本发明上述实施例的多模式附加次/超同步振荡控制方法还可以具有 如下附加的技术特征：
[0009] 进一步地，所述S2进一步包括:S21:对所述风机侧的总三相电流i。或者所述线路 侧的总三相电流k进行滤波，滤出次同步和超同步谐波分量;S22:对测量、滤波器和所述静 止无功发生器产生的相位延迟进行补偿，和/或进行预定的相位偏移和幅值补偿;S23:将经 相位补偿和/或偏移后的电流信号转化为静止无功发生器的三相参考电流Isv^ca，具体包 括：
[0010]当采集的信号为风机侧的总三相电流ic时，
[0011]
[0012]当采集的信号为线路侧的总三相电流iL时，
[0013]
[0014] 其中，IL,abc,k(s)和I c,abc,k(s)分别表示模式k中经前述信号处理后的线路侧和风机 侧的a，b，c三相电流，k=l，…，N，N为被控制的模式总数目，IsvG, abc,k(s)表示模式k中计算出 的静止无功发生器的三相参考电流的a，b，c三相值，Rl、Ll分别表示线路侧的等效电阻和电 感，R SVC,k、LsVC,k为控制参数，分别表示模式k中可设定的静止无功发生器的附加等效电阻和 电感;S24:根据所述静止无功发生器的三相参考电流I SVG,abc,k和所述静止无功发生器接收 到的参考值计算发送给所述静止无功发生器的多个模式控制信号;S25:对所述多个模式控 制信号进行限幅处理，以使所述多个模式控制信号的幅值位于第二预设范围内。
[0015] 进一步地，所述S21进一步包括:通过带通滤波器得到所述次同步和超同步谐波分 量;和/或通过将带通滤波器与带阻滤波器或低通/高通滤波器串联的方式滤除所述风机侧 的总三相电流i c或者所述线路侧的总三相电流iL的基波分量，并得到所述次同步和超同步 谐波分量。
[0016] 进一步地，步骤S24进一步包括：当所述静止无功发生器接收到的参考值为电流 时，
[0017]
[0018] 其中，为所述静止无功发生器对应于模式k的附加模式电流控制信号；
[0019] 当所述静止无功发生器接收到的参考值为接入母线电压时，
[0020]
[0021 ]其中，Q)为所述静止无功发生器对应于模式k的附加模式电压控制信号；
[0022] 当所述静止无功发生器接收的参考值为无功功率时，
[0023]
[0024] 其中，八^:为静止无功发生器对应于模式k的附加瞬时无功功率模式控制信号， Vabc表示所述静止无功发生器接入母线的三相电压基波分量。
[0025] 进一步地，在所述S3中，通过对所述多个模式控制信号进行直接相加以得到所述 附加控制信号;或者
[0026] 设置多个模式控制信号的权重，并将所述多个模式控制信号按照权重比例相加， 以得到所述附加控制信号，具体包括：
[0027]
[0028]其中，wk为权重因子，直接相加时wk=l，Xk为对应于模式k的模式控制信号，X为所 述附加控制信号，N为模式总数。
[0029]为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例公开了一种多模式附加次/超同步 振荡控制系统，包括:信号采集与转换模块，所述信号采集与转换模块用于实时采集风机侧 的总三相电流ic或者线路侧的总三相电流i L，并转化为相应的数字信号；附加控制模块，所 述附加控制模块用于根据所述风机侧的总三相电流iC或者线路侧的总三相电流iL计算得到 多个模式控制信号；模式控制信号加和模块，所述模式控制信号加和模块用于对所述多个 模式控制信号进行加和运算，以得到附加控制信号；以及附加控制信号限幅模块，所述附加 控制信号限幅模块用于对所述附加控制信号进行限幅处理，以使所述附加控制信号的幅值 位于第一预设范围内。
[0030] 根据本发明实施例的多模式附加次/超同步振荡控制系统，实时采集风机侧或者 线路侧的总三相电流，计算出附加控制信号，通过控制静止无功发生器，在振荡发生的次/ 超同步频率处，将静止无功发生器等效为并联在母线处的感性阻抗，破坏系统振荡发生的 条件，从而有效抑制风电场接入时系统的次/超同步振荡。
[0031] 另外，根据本发明上述实施例的多模式附加次/超同步振荡控制系统还可以具有 如下附加的技术特征：
[0032] 进一步地，所述附加控制模块包括:滤波模块，所述滤波模块用于对所述风机侧的 总三相电流ic或者所述线路侧的总三相电流iL进行滤波，滤出次同步和超同步谐波分量;比 例/移相模块，所述比例/移相模块用于对测量、滤波器和所述静止无功发生器产生的相位 延迟进行补偿，和/或进行预定的相位偏移和幅值补偿;参考电流计算模块，所述参考电流 计算模块用于将经相位补偿和/或偏移后的电流信号转化为静止无功发生器的三相参考电 流IsVG, abc;,k，具体包括：
[0033]当采集的信号为风机侧的总三相电流ic时，
[0034]
丁'、丄？：
[0035]当采集的信号为线路侧的总三相电流iL时，
[0036]
[0037] 其中，IL,abc,k(s)和Ic,abc,k(s)分别表示模式k中经前述信号处理后的线路侧和风机 侧的a，b，c三相电流，k=l，…，N，N为被控制的模式总数目，IsvG,abc,k(s)表示模式k中计算出 的静止无功发生器的三相参考电流的a，b，c三相值，Rl、Ll分别表示线路侧的等效电阻和电 感，R SVC,k、LsVC,k为控制参数，分别表示模式k中可设定的静止无功发生器的附加等效电阻和 电感;模式控制信号计算模块，所述模式控制信号计算模块用于根据所述静止无功发生器 的三相参考电流Isv^c^k和所述静止无功发生器接收到的参考值计算发送给所述静止无功 发生器的多个模式控制信号；模式控制信号限幅模块，所述模式控制信号限幅模块用于对 所述多个模式控制信号进行限幅处理，以使所述多个模式控制信号的幅值位于第二预设范 围内。
[0038] 进一步地，所述滤波模块用于:通过带通滤波器得到所述次同步和超同步谐波分 量;和/或通过将带通滤波器与带阻滤波器或低通/高通滤波器串联的方式滤除所述风机侧 的总三相电流i c或者所述线路侧的总三相电流iL的基波分量，并得到所述次同步和超同步 谐波分量。
[0039] 进一步地，所述模式控制信号计算模块用于：当所述静止无功发生器接收到的参 考值为电流时，
[0040]
[0041 ]其中，为所述静止无功发生器对应于模式k的附加模式电流控制信号；
[0042] 当所述静止无功发生器接收到的参考值为接入母线电压时，
[0043]
[0044] 其中，为所述静止无功发生器对应于模式k的附加模式电压控制信号；
[0045] 当所述静止无功发生器接收的参考值为无功功率时，
[0046]
[0047] 其中，为静止无功发生器对应于模式k的附加瞬时无功功率模式控制信号，Vabc 表示所述静止无功发生器接入母线的三相电压基波分量。
[0048] 进一步地，其中，模式控制信号加和模块用于:将所述多个模式控制信号直接相加 以得到所述附加控制信号；或者设置多个模式控制信号的权重，并将所述多个模式控制信 号按照权重比例相加，以得到所述附加控制信号，具体包括：
[0049]
[0050]其中，wk为权重因子，直接相加时wk=l，Xk为对应于