[发明专利]一种海上风电场的次同步源-网联合阻尼抑制方法

权利要求书

1.一种海上风电场的次同步源-网联合阻尼抑制方法，所述的海上风电场经电压源型的高压直流输电VSC-HVDC连接至无穷大电网，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

S1，搭建基于双馈风电机组的海上风电场经VSC-HVDC并网系统的线性化状态空间模型；

S2，求得步骤S1中状态矩阵的特征根，辨识系统的次同步振荡模态；

S3，利用各对共轭特征根的特征属性，分别进行模态分析，求取参与因子，筛选出参与各次同步振荡模态强相关的状态变量；

S4，改变强相关状态变量的取值，得到模态根轨迹曲线，利用根轨迹法分析所述强相关状态变量对次同步振荡模态阻尼的影响；

所述的步骤S4中，将步骤S3得到的强相关状态变量进行处理，分别选取其中一个作为观察变量，在其合适的范围内等步长取值，其余强相关状态变量均保持不变，得到各个模态对应不同强相关状态变量的根轨迹；

S5，根据模态分析得到的强相关状态变量，分别在双馈异步风力发电机DFIG侧和VSC-HVDC侧加装附加励磁阻尼控制器DFIG_SEDC和次同步阻尼控制器VSC_SSDC，根据根轨迹分析结果，设计DFIG_SEDC和VSC_SSDC的参数，减小各次同步振荡模态间的相互影响，同时抑制多个次同步振荡模态；

所述的步骤S5中，DFIG_SEDC和VSC_SSDC的参数包括隔直滤波环节时间常数T_W、相位补偿环节超前时间常数T₁、相位补偿环节滞后时间常数T₂以及增益环节比例系数K；

所述的步骤S5中，采用基于复转矩系数法的时域实现--信号测试法单独调节DFIG_SEDC和VSC_SSDC的滤波、相位补偿、增益及限幅环节的参数，从而分别为不同频段的次同步振荡提供合适的阻尼，具体步骤包括：当系统模型进入稳态后，在风电机组转子上施加多个频率成整数倍的小信号脉动转矩，系统模型重新稳定后，截取脉动转矩一个公共周期上的风电机组电磁转矩T_e和风电机组转子转速信号ω进行Fourier分解，得出不同频率下的风电机组电磁转矩变化量转子转速变化量然后计算系统模型在不同频率扰动下的电气阻尼系数D_e(f)及电磁转矩变化量ΔT_e相较转速偏差Δω的滞后相位差根据D_e(f)的正负，判断VSC-HVDC是否会与海上双馈风电机组相互作用产生次同步振荡，并根据下式计算得到DFIG_SEDC和VSC_SSDC的初值：

其中，a为中间过渡量，f_c为系统模型的同步振荡频率。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电场的次同步源-网联合阻尼抑制方法，其特征在于，所述的步骤S2中，利用李雅普诺夫第一法求取模型的静态稳定工作点，在静态稳定工作点进行特征值分析，求取模型的各次同步振荡频率f_c、左特征向量、右特征向量和阻尼比ξ，从而进一步辨识系统潜在的次同步振荡模态。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电场的次同步源-网联合阻尼抑制方法，其特征在于，所述的步骤S3具体为：计算次同步振荡模式的参与因子并将大于0.2的参与因子对应的状态变量作为与次同步振荡模式强相关的状态变量，其中，所述的参与因子p_lk表示第l个状态变量对第k个模式的参与程度，u，v分别表示左特征向量和右特征向量，n表示状态变量的总数。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电场的次同步源-网联合阻尼抑制方法，其特征在于，所述的小信号脉动转矩的频率范围为5-45Hz，幅值为0.05p.u.。