[发明专利]一种风电场次同步振荡抑制方法及系统

说明书

本发明公开了一种风电场次同步振荡抑制方法及系统。该方法包括：采集静止同步补偿器并网点的三相电压瞬时值或风电场送出线路中串联电容上的三相电压瞬时值，所述静止同步补偿器为风电场安装的静止同步补偿器；提取所述三相电压瞬时值中的振荡分量；对所述振荡分量进行克拉克变换，得到两路电压信号；根据克拉克变换得到两路电压信号以及设定的移相角和增益构造两路电流信号；对两路电流信号进行克拉克反变换，得到三路电流信号；将克拉克反变换得到的三路电流信号作为附加信号加到静止同步补偿器电流跟踪环的参考电流上。本发明提供的风电场次同步振荡抑制方法及系统，能够有效地抑制基于双馈型风力发电机风电场的次同步振荡现象。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定控制技术领域，特别是涉及一种风电场次同步振荡抑制方法及系统。

背景技术

稳定是电力系统运行的基本要求，是保障优质供电的基础。作为一种清洁的可再生能源，风力发电得到了世界各国的大力发展。在实际工程中发现，当大量安装双馈型感应发电机(DFIG)的风电场接入含有固定串补的输电系统时，在某些情况下会发生次同步振荡(SSO)现象。次同步振荡会导致机组脱网，甚至是发电设备的损坏，严重影响电力系统的安全稳定运行。2009年，美国德克萨斯州的某风电场首次出现了该问题，此次SSO事故导致风机退出运行，并且损坏了部分风力发电机的撬棒电路。2012年底，我国华北沽源地区的风电场群也发生了类似事故，导致大量风机退出运行。此后，该地区的风电场又有多次发生类似事件。2016年初，我国吉林省通榆地区的风电场也出现了该问题。已有的研究表明，相比于恒速恒频风力发电机和永磁同步风力发电机，变速恒频的DFIG更容易导致SSO。其原因在于，由于DFIG的特殊结构和控制，会向由于固定串联补偿电容产生的系统LC串联谐振提供负阻尼，从而使谐振幅值不断增大，导致振荡发生。

目前，风电场SSO的抑制策略主要分为两类：第一类是调整DFIG自身的控制参数或升级其控制策略，第二类是通过加装合适的大功率电力电子设备并设计对应的振荡抑制策略。属于第一类的包括：1)减小或调整DFIG中转子侧变换器的控制参数，尤其是其电流跟踪比例系数，2)在传统DFIG转子侧或定子侧变换器控制器中增加附加阻尼控制，3)DFIG的转子侧采用直接转速控制。这些方案都需要发电机停机后对设备进行逐台改造，会降低发电设备的利用小时数。属于第二类的包括：1)采用可控串联补偿器，2)通过给静止无功补偿器或静止同步补偿器增加附加阻尼控制。已有的这些抑制方案都是针对恒速恒频型的风力发电机设置的，这些方案采用发电机转子转速做为反馈信号，提取其中因振荡导致的扰动量，再通过控制环节处理后加至无功补偿设备风力发电机机端电压控制环的参考值上。然而，这种控制方案不适用于双馈型风力发电机，无法为双馈型风力发电场的次同步振荡提供阻尼。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电场次同步振荡抑制方法及系统，能够有效地抑制基于双馈型风力发电机风电场的次同步振荡现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种风电场次同步振荡抑制方法，所述方法包括：

采集静止同步补偿器并网点的三相电压瞬时值或风电场送出线路中串联电容上的三相电压瞬时值，记为v_a，v_b，v_c，所述静止同步补偿器为风电场安装的静止同步补偿器；

提取所述三相电压瞬时值中的振荡分量；

对所述三相电压瞬时值的振荡分量进行克拉克变换，得到两路电压信号，记为v_v，v_w；

根据构造两路电流信号i_v和i_w，其中，θ为移相角，K为增益，所述移相角和所述增益均为设定值；