[发明专利]抑制变换器宽频振荡的方法及装置

说明书

本申请提供一种抑制变换器宽频振荡的方法及装置，用于抑制变换器系统在宽频带范围内的振荡。所述方法包括：根据变换器系统需求确定变换器需要抑制宽频振荡的频带范围和阻抗控制目标值；计算所述变换器的交流母线电压在所述频带范围内的宽频分量；将至少所述交流母线电压在所述频带范围内的宽频分量进行坐标变换后提取出变换到直流侧的宽频特征量；当所述交流母线电压在所述频带范围内的宽频分量的幅值超过或等于第一启动阈值的持续时间大于或等于第一时间阈值时，将所述宽频特征量经过相位补偿环节和/或比例环节后，叠加到所述变换器的直流电流指令值、直流电压指令值或有功功率指令值后输出来调制直流电流、直流电压或有功功率。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种抑制变换器宽频振荡的方法及装置。

背景技术

在大规模新能源接入系统中，新能源基地与直流输电系统、弱同步电网交互影响，多样化电力电子装置与电机存在强耦合，存在次/超同步振荡现象，制约新能源大规模消纳。

以新能源接入的高压直流输电系统为例，存在高压直流输电、风力发电机和汽轮发电机组的次同步振荡问题。

传统抑制次同步振荡的方法为通过在高压直流输电换流器控制中附加阻尼控制器(SSDC)。设计方法为在机组存在次同步振荡问题的一个频率点或几个频率点设计一个带通滤波器，通过相位补偿和比例放大得到所需的次同步频率信号，将上述次同步频率信号叠加到直流电流指令值来为汽轮发电机提供正的电气阻尼。

发明内容

根据本申请的一方面，提出一种抑制变换器宽频振荡的方法，用于抑制变换器系统在宽频带范围内的振荡，所述变换器系统至少包括变换器及其连接的交流系统，所述方法包括：

根据变换器系统需求确定所述变换器需要抑制宽频振荡的频带范围和阻抗控制目标值；

计算所述变换器的交流母线电压在所述频带范围内的宽频分量；

将至少所述交流母线电压在所述频带范围内的宽频分量进行坐标变换后提取出变换到直流侧的宽频特征量；

当所述交流母线电压在所述频带范围内的宽频分量的幅值超过或等于第一启动阈值的持续时间大于或等于第一时间阈值时，将所述宽频特征量经过相位补偿环节和/或比例环节后，叠加到所述变换器的直流电流指令值、直流电压指令值或有功功率指令值后输出从而调制直流电流、直流电压或有功功率，所述相位补偿环节和/或比例环节参数根据所述阻抗控制目标值确定。

根据一些实施例，所述变换器系统需求包括抑制所述交流系统宽频振荡的需求，所述宽频振荡包括次同步振荡和/或超同步振荡。

根据一些实施例，所述变换器为交流变换为直流的整流器或直流变换为交流的逆变器。

根据一些实施例，所述变换器包括高压直流输电的电网换相换流器、柔性直流输电的电压源换流器、风电变流器、储能变流器或光伏逆变器的至少一种。

根据一些实施例，所述频带范围包括在0.1Hz～10000Hz之间的一个频率点或多个频率点。

根据一些实施例，所述阻抗为变换器端口处扰动电压与响应电流之间的频域传递函数，所述阻抗分解为正序阻抗和负序阻抗，所述阻抗控制目标值分别包括所述正序阻抗和/或所述负序阻抗的阻抗幅值控制目标值和阻抗相角控制目标值。

根据一些实施例，所述抑制所述交流系统宽频振荡包括减小或增大所述变换器的阻抗幅值控制目标值或阻抗相角控制目标值，使变换器阻抗和外部阻抗在幅值上不相等或/和相角差不为180度。

根据一些实施例，所述计算所述变换器的交流母线电压在所述频带范围内的宽频分量，包括：通过对所述交流母线电压进行傅里叶变换，得到所述频带范围内各频率点的阻抗幅值和相角。

根据一些实施例，所述交流母线电压在所述频带范围内的宽频分量包括正序分量和/或负序分量。