[发明专利]一种风电场次同步振荡抑制方法和系统

说明书

一种风电场次同步振荡抑制方法和系统，所述方法包括步骤：A、检测风电场出口母线电流，获取母线电流各次同步频率的电流分量；B、当某一次同步频率分量超过预定阈值时，启动风电场次同步振荡抑制；C、对母线电流信号进行模态滤波、放大环节和相位补偿，调整晶闸管控制串联电容的关断延迟角，调节晶闸管控制串联电容的容抗。利用本发明的风电场次同步振荡抑制方法和系统，能够适应风电场灵活多变的运行工况，更加适合抑制风电场次同步振荡。

技术领域

本发明涉及电力系统控制技术领域，尤其是涉及到可再生风电领域的控制技术。

背景技术

近年来，我国大力发展可再生能源，特别是在风电能源的开发与利用领域有了长足发展。由于风电资源一般位于远离负荷中心的偏远地区，因此远距离外送成为风电消纳的主要方式。为提高输电效率，在远距离输电时常采用串联补偿技术。但是串联补偿技术容易引发风电机组的次同步振荡问题，威胁风电场安全稳定运行。实际中已发生多次因次同步振荡导致的风电场切机事故。

次同步振荡现象最早发现于火电机组，包括次同步谐振(SubSynchrousResonance，SSR)与装置引起的次同步振荡(SubSynchrous Torsional InteractionSSTI)，二者均与发电机轴系自然扭振频率有关。风电机组的次同步振荡是随着风力发电快速发展而产生的新的振荡形式，主要是由于风电机组的快速调节特性可能导致系统在次同步频率下出现负阻尼。这种振荡形式被称为次同步控制相互作用(SubsynchronousControl Interaction，SSCI)。与传统SSR与SSTI不同的是，SSCI没有发电机轴系参与。同时，随着风电场运行方式的改变振荡模态也发生变化，没有固定的振荡模态。传统的火电机组次同步振荡抑制方法多采集转速作为输入信号，然而风电场内风电机组较多，每台机组运行状态不一致，难以采集发电机转速作为输入信号。因此，用于抑制火电机组次同步振荡的方法无法直接用于风电场次同步振荡的抑制。

晶闸管控制串联电容(GCSC)由两个反串并联全控型的GTO形成的等效开关阀与一个固定电容并联构成(如图1所示)，可实现增大线路输送能力、优化潮流、降低网损等功能。GCSC通过改变GTO关断延迟角可连续控制电容电压，由于流过GCSC的电流不变，其串入线路的容抗可实现连续调节，如图2所示。本发明利用GCSC容抗控制模式可以灵活调节容抗的特性，提出一种基于GCSC的风电场次同步振荡抑制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的旨在克服现有技术中传统的火电机组次同步振荡抑制方法多采集转速作为输入信号，然而风电场内风电机组较多，每台机组运行状态不一致，难以采集发电机转速作为输入信号，因此，用于抑制火电机组次同步振荡的方法无法直接用于风电场次同步振荡的抑制的问题，提出一种基于GCSC的风电场次同步振荡抑制方法，利用晶闸管控制串联电容GCSC能够灵活调节串入线路的容抗的特点，并加入附加控制，干扰次同步振荡自然建立过程，实现对风电场次同步振荡的抑制。

为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下。

本发明请求保护一种风电场次同步振荡抑制方法，包括如下步骤：

A、检测风电场出口母线电流，获取母线电流各次同步频率的电流分量；

B、当某一次同步频率分量超过预定阈值时，启动风电场次同步振荡抑制；

C、对母线电流信号进行模态滤波、放大环节和相位补偿，调整晶闸管控制串联电容的关断延迟角，调节晶闸管控制串联电容的容抗。

其中，步骤C中，对母线电流信号进行模态滤波、放大环节和相位补偿，调整晶闸管控制串联电容的关断延迟角包括：

C1、确定不同运行工况对于风电场次同步振荡频率和振荡幅值的影响；

C2、利用振荡频率确定模态滤波的参数，利用振荡幅值确定放大环节的参数，利用运行工况决定相位补偿环节的参数，对母线电流信号进行调整。