[发明专利]一种冗余结构的次同步振荡阻尼控制系统

说明书

本发明公开了一种冗余结构的次同步振荡阻尼控制系统，配置两套次同步振荡阻尼控制器和两套电力电子功率单元；两套次同步振荡阻尼控制器之间通过通讯接口或模拟电缆进行通信，各次同步振荡阻尼控制器输出的阻尼控制信号均分别给两套电力电子功率单元，所述两套电力电子功率单元分别输出次同步电流，还均通过联接变压器接入电力系统的一次设备侧，将次同步电流输入到电力系统的一次设备侧，所述两套次同步振荡阻尼控制器互为备用。本发明在切换时实现数据平滑切换，兼顾了可靠性和成本因素，能够达到较高的综合效益，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电力系统次同步振荡技术领域，具体涉及一种冗余结构的次同步振荡阻尼控制系统。

背景技术

对于那些“点对网”且经过串补或直流输电的长距离输电的发电厂，电力系统易产生次同步振荡，并引起发电机轴系扭振。目前，为了抑制轴系扭振，减轻次同步振荡对发电机大轴的损伤，在电力电子等控制系统上增加控制环节，如附加励磁阻尼控制系统(SEDC)、静止补偿器(SVC、SVG等)、NGH阻尼器等等。由于励磁阻尼控制系统、SVC、SVG均为定型化量产设备，且次同步阻尼信号的计算量大，一般采用独立装置作为次同步振荡阻尼器，引入一次设备的转速、电流、电压或功率信号，经过模态滤波、比例移相、限幅等环节计算生成阻尼控制信号，再经光纤送至励磁阻尼控制(SEDC)、SVC或SVG等电力电子功率单元，进而输出次同步电流来抑制次同步振荡。

目前，在实际应用中，次同步振荡阻尼控制器与电力电子功率单元之间的连接方式主要有三种：

第一种是单套串联结构，次同步振荡阻尼器与电力电子功率单元之间为单线式连接，如图1所示，该结构存在较大的不可靠性，当次同步振荡阻尼器或电力电子功率单元出现硬件故障、或者二者之间通讯链路异常时，导致失效，无法输出次同步电流抑制信号。

第二种是控制器冗余配置结构，一主一从的两套次同步振荡阻尼控制器分别与电力电子功率单元相连，如图2所示。当次同步振荡阻尼主控制器异常时，电力电子功率单元自动切换为采用次同步振荡阻尼从控制器的信号生成次同步电流抑制信号。该方案解决了次同步振荡阻尼控制器的可靠性问题，但是，当电力电子功率单元自身的硬件故障或异常时，导致失效，无法输出次同步电流抑制信号。

第三种是全冗余结构，配置两套电力电子功率单元，每套电力电子功率单元的容量均为所需容量的一半，对应于每套电力电子功率单元，均配置冗余的主、从两套次同步振荡阻尼控制器，如图3所示。该结构可靠性高，即使其中一套电力电子功率单元故障或异常，另一套仍正常工作，仍有一半的阻尼控制能力。但该系统配置了四套次同步振荡阻尼控制器，成本较高。

综上所述，现有的次同步振荡阻尼控制器与电力电子功率单元连接方式，均存在一定的缺点，如何解决上述问题，优化系统性能，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有的次同步振荡阻尼控制器与电力电子功率单元连接方式，所存在的缺点。本发明的冗余结构的次同步振荡阻尼控制系统，配置两套次同步振荡阻尼控制器和两套电力电子功率单元即可，并在切换时实现数据平滑切换，兼顾了可靠性和成本因素，能够达到较高的综合效益，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种冗余结构的次同步振荡阻尼控制系统，包括次同步振荡阻尼控制器、电力电子功率单元和联接变压器，其特征在于：配置两套次同步振荡阻尼控制器和两套电力电子功率单元；两套次同步振荡阻尼控制器之间通过通讯接口或模拟电缆进行通信，各次同步振荡阻尼控制器输出的阻尼控制信号均分别给两套电力电子功率单元，所述两套电力电子功率单元分别输出次同步电流，还均通过联接变压器接入电力系统的一次设备侧，将次同步电流输入到电力系统的一次设备侧，所述两套次同步振荡阻尼控制器互为备用。