[实用新型]一种用于抑制次同步振荡的光伏并网附加控制器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抑制次同步振荡的光伏并网附加控制器装置，属于电力系统稳定与控制领域。

背景技术

次同步振荡(Subsynchronous Oscillation，SSO)是一种机网耦合现象，表现为发电机组轴系与电网之间的一种能量放大，进而导致为机组轴系模块间的相互扭振，严重情况下会造成发电机组轴系损坏乃至影响整个电网的安全稳定运行。当高压直流输电(High Voltage Direct Current，HVDC)在不恰当的控制方式或一些电气装置(如PSS)以及一些电力电子设备(如FACTS)等影响作用下，有引发系统次同步振荡的风险。

次同步振荡的抑制方法多种多样，其中应用较为广泛的是采用HVDC附加次同步阻尼控制器(subsynchronous oscillation damping controller，SSDC)来抑制SSO。这种方法通过建立交直流系统发电机转速到电气转矩环节解耦传递函数结构，分析附加次同步阻尼控制器抑制次同步振荡原理，进而设计多通道SSDC结构及其相位校正计算方法，但其次同步阻尼控制器位置固定，仅能位于直流输电系统换流站。新能源如光伏太阳能，风能等具有分布广泛、清洁高效的特点，对其的开发利用是未来的能源发展的大趋势，随着越来越多新能源电能并入电网，其在电力系统中将会扮演越来越重要的角色。光伏电能并网需要使用逆变器配以适当的控制策略，通常情况下控制策略仅保证电能的顺利输送，对电网安全稳定无过多影响。但实际上并网控制器具有响应快速，调节方便的特点，因此，在光伏并网控制器的基础上，设计合理附加控制器同样可以提升电网动态性能，抑制次同步振荡。与通过高压直流输电系统抑制次同步振荡的方法相比，利用光伏系统抑制次同步振荡的方法更加灵活和方便。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种利用光伏并网附加控制来抑制次同步振荡的装置，其特点是利用光伏并网控制器响应迅速、调节方便的优点，在光伏并网控制器的基础上安装附加次同步阻尼控制器装置，以达到抑制电力系统次同步振荡的目的。

本实用新型所的目的由以下技术措施实现：

用于抑制次同步振荡的光伏并网附加控制器装置由光伏并网控制器和附加次同步阻尼控制器两部分组成，其中，光伏并网控制器交流电压控制接口与附加次同步阻尼控制器连接，用以抑制电力系统次同步振荡；

1)光伏并网控制器

光伏并网控制器的主要作用是将光伏直流电转换为交流电，其采用脉宽调制技术和双闭环解耦控制策略，实现直流电到交流电之间的转换；

2)附加次同步阻尼控制器

附加次同步阻尼控制器以发电机转速差为输入信号，输出与光伏并网控制器交流电压控制接口连接，附加次同步阻尼控制器结构包括带通滤波器，增益环节以及相位补偿环节，并依次连接，由于系统存在多个次同步振荡模态，因此，附加次同步阻尼控制器包括多组带通滤波器，增益环节以及相位补偿环节；附加次同步阻尼控制器产生的补偿电流通过定转子磁场作用，产生与振荡模态频率一致的电磁转矩分量，提高了振荡模态下的发电机阻尼，进而实现机组轴系振荡的平稳，达到抑制次同步振荡的目的。

本实用新型具有如下优点：

用于抑制次同步振荡的光伏并网附加控制器装置利用光伏电站调节方便、响应快速的特点来抑制电力系统次同步振荡，其设计方便，安装地点灵活，可以安装于任意光伏电站。

附图说明

图1为带附加次同步阻尼控制器的光伏并网控制器。

其中，和U_dc分别为光伏电站直流侧参考电压和实际电压，和U_ac分别为光伏电站交流侧参考电压和实际电压，i_sd，i_sq分别为d轴参考电流，q轴参考电流，d轴实际电流，q轴实际电流，ωL为基础频率与并网滤波电感之积，PI为PI控制器，u_sd，u_sq分别为d轴和q轴实际电压，δ和m分别为载波相角和幅值。

图2为附加次同步阻尼控制器结构。

其中，滤波器的带宽取为3Hz。滤波器的传递函数为：