[发明专利]一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于同步机技术领域，更具体地，涉及一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制方法及装置。

背景技术

1970年与1971年，位于美国的Mohave电厂连续出现由于串补线路造成的汽轮发电机组轴系振荡损坏事故，让人们开始注意到串联电容补偿线路的动态过程将引起同步发电机轴系扭振问题以及次同步振荡的问题。这种不稳定的振荡频率远高于传统的低频振荡的频率范围(0.3Hz-3Hz)，但又低于系统的同步频率，因此被称为次同步谐振问题。在以同步发电机为主力电源的传统电力系统分析中，人们又陆续发现了由于故障、重合闸以及高压直流输电、快速的电力电子装置等因素引起的同步电机轴系振荡和电力系统次同步振荡问题，这些现象现统称为电力系统次同步振荡问题。

我国能源分布与负荷分布呈现东西分化的态势，西北地区拥有着大规模的火电及光伏等新能源，而负荷中心则多集中在中东部沿海一带。因此电力资源远距离、大规模输送成为我国未来电力系统的趋势。

为了提高输送能力、平衡潮流、加强暂态安全稳定性，通常在线路上安装一定容量的串联补偿装置或采用高压直流输电工程。在串联补偿输电系统中，电容的电抗与系统的感抗串联，构成一个串联谐振回路，该频率若与同步机转子轴系某一振荡模态频率互补，则容易发生次同步振荡，对同步机转子轴系造成损害，也对电网的安全稳定运行造成影响。近年来，我国次同步振荡现象频发，在伊敏、绥中、上都、托克托、锦界等电厂都出现了次同步振荡的威胁，因此如何抑制次同步振荡成为当前电力行业学术界和工程界的一大热点。

以往提出的次同步振荡抑制方法多基于非全控开关器件，并且采用串联型安装方式，虽取得了较好的效果，但在支撑接入点母线电压、无功补偿方面存在着一定的缺陷。随着全控型开关工程日臻成熟，并联型补偿装置单机容量的不断增大，业界开始关注如何利用并联型静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，简称STATCOM，又称SVG)来抑制次同步振荡。但现有的现场已安装的STATCOM，其主要用于支撑接入点母线电压和对系统提供无功支撑，并没有抑制次同步振荡的功能。有学者提出可以在现有的STATCOM上增加控制模块或利用专门的类似STATCOM结构的装置来实现抑制次同步振荡的方法，但这些方法多需提前计算系统振荡频率，离线整定多通道滤波，并需要采集同步发电机的转速信号作为输入，存在着采集信号误差和传输中的信息丢失等问题，鲁棒性较差，对多种运行情况的适应性较差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制方法及装置，旨在解决现有技术无法抑制次同步振荡的技术问题。

本发明提供了一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制装置，包括三相逆变器，还包括控制模块和信号检测模块；所述信号检测模块的第一输入端用于接收同步机端口三相交流电压V_SG，第二输入端用于接收装置端口三相交流电压V_PCC，第三输入端用于接收装置端口三相交流电流I_PCC；所述控制模块的第一输入端连接至所述信号检测模块的第一输出端，所述控制模块的第二输入端接收母线电压U_dc，所述控制模块的第三输入端连接至所述信号检测模块的第三输出端，所述控制模块的第四输入端连接至所述信号检测模块的第四输出端，所述控制模块的第五输入端连接至所述信号检测模块的第二输出端；所述控制模块用于根据所述信号检测模块获得的锁相误差信号通过无功电流的控制进而调节电气阻尼大小以实现抑制系统次同步振荡。