[发明专利]一种抑制风电系统次同步谐振的方法

摘要

一种抑制风电系统次同步谐振的方法，以可控串补方法为基础，通过控制可控串补的晶闸管阀组触发延迟角，调节阀组电抗L的电流，实现对可控串补等效阻抗的控制，进而采用闭环控制方式对等效阻抗进行校正，实时修正触发延迟角；其特征在于：采用PSCAD/EMTDC软件和MATLAB软件联合运行方式，在MATLAB计算方法的基础上，基于电容电压过零时刻和同步翻转时刻之间的相位移，设计附加阻尼控制算法，求取可控串补的实际触发延迟角，实现抑制次同步谐振。

主权项

1.一种抑制风电系统次同步谐振的方法，以可控串补方法为基础，通过控制可控串补的晶闸管阀组触发延迟角，调节阀组电抗L的电流，实现对可控串补等效阻抗的控制，进而采用闭环控制方式对等效阻抗进行校正，实时修正触发延迟角；其特征在于：采用PSCAD/EMTDC软件和MATLAB软件联合运行方式，在MATLAB计算方法的基础上，基于电容电压过零时刻和同步翻转时刻之间的相位移，设计附加阻尼控制算法，求取可控串补的实际触发延迟角，具体步骤如下：(1)测量、采样得到包括电容电压，线路电流在内的本地数据；(2)基于快速Fourier变换算法，从测量得到的电容电压和线路电流中提取出各自的基频分量；(3)根据基频电容电压分量和基频线路电流分量，根据欧姆定律计算出可控串补在基频下的等效阻抗；(4)由测量得到的线路电流信息，通过锁相环获取初始同步参考信号，作为提升因子控制器的一个输入信号；(5)等效阻抗的虚部即等效电抗被可控串补电容支路的物理电抗X_C0归一化后与提升因子参考值K_ref比较后得到提升因子偏差值ΔK，ΔK作为提升因子控制环节的另一个输入信号和初始同步参考信号一起输入到提升因子控制器，其输出为同步参考时间序列；获取同步参考时间序列具体步骤：1)根据提升因子偏差值ΔK，按照下式计算出实际电容电压过零时刻和同步电压翻转时刻之间的相位移式中，s为Laplace算子，f_N为基频频率；2)根据计算所得的和初始同步参考信号确定同步参考时间序列；(6)根据某一时刻的电容电压、线路电流测量值，基于MATLAB软件进行计算：1)测量电容电压和线路电流，记录测量时刻，并由同步参考时间序列确定电容电压过零时刻t_z，然后按照下式计算出在该过零时刻电容电压u(t_Z)的实际值：u(t_Z)＝u(t_M)+X₀i(t_M)kω_N(t_Z-t_M)式中，k＝ω₀/ω_N，ω_N为基频时的角速度，i(t_M)和u(t_M)分别为t_M时刻线电流和电容电压的瞬时值；2)根据计算出的u(t_Z)，由下式计算出可控串补触发滞后角β：u(t_Z)＝X₀i(t_M)[kβ-tan(kβ)]3)根据计算出的β，由下式计算出可控串补实时触发延迟角α：α＝ω_Nt_Z-β(7)由MATLAB输出计算所得的触发延迟角α，在PSCAD/EMTDC软件中控制可控串补触发，为可控串补提供合适的触发脉冲，实现抑制次同步谐振。