[发明专利]双轴励磁调相机的分析方法、控制方法及双轴励磁调相机

说明书

本发明公开了双轴励磁调相机的分析方法、控制方法及双轴励磁调相机。该方法，包括：根据待分析的双轴励磁调相机的六阶模型，确定双轴励磁调相机的d轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方程；确定设置在新能源厂站的并网点的双轴励磁调相机正常运行时，双轴励磁调相机的各电气量的增量方程；确定双轴励磁调相机的电磁转矩增量方程；确定包括有d轴励磁调节器的传递函数及q轴励磁调节器的传递函数的双轴励磁调相机的传递函数形式的系统模型；分析在双轴励磁调相机处于深度进相时，使得双轴励磁调相机的转子保持在同步转速的关键控制参数。该方法建立了双轴励磁调相机小扰动分析模型，为深度进相时d、q轴励磁的协调控制提供了可靠的理论基础。

技术领域

本发明涉及电机与电器技术领域，具体涉及双轴励磁调相机的分析方法、 控制方法及双轴励磁调相机。

背景技术

对历次大规模风机脱网故障的分析表明，风电场动态无功调节能力不足导 致的系统电压波动或失稳是造成风机大规模连锁脱网的重要原因。当直流故障 等原因引起某个风电场脱网时，由于线路轻载和无功补偿设备不能快速切除， 导致区域电压在故障切除后出现“骤升”，进而引发邻近风电场由于过电压保护动 作而形成大规模风机连锁脱网故障。

历次大规模风机脱网故障说明集中布置在换流站或变电站的大型调相机， 对改善整个送、受端电网尤其是新能源厂站附近区域的电压稳定水平效果有限。 已经验证，将中小容量的调相机就地布置在各新能源厂场，实现灵活、分布式 的无功补偿和惯量支撑，对避免风电、光伏等新能源机组的脱网，提高新能源 厂站或汇集地区的电压、频率稳定性具有非常明显的作用。

与常规的小型调相机相比，新能源厂站或汇聚区所用的分布式调相机除了 需要具有良好的暂态、次暂态特性外，还应当要具有更强的进相能力，以确保 其能有效抑制厂站近区的过电压水平，为新能源电站提供次暂态、暂态、稳态 等全过程电压支撑。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供双轴励磁调相机的分析方法、控制方法 及双轴励磁调相机，旨在解决不能利用传统调相机的系统模型进行双轴励磁调 相机动态特性分析的问题。

第一方面，本发明提供一种双轴励磁调相机的分析方法，包括：

根据待分析的双轴励磁调相机的六阶模型，确定所述双轴励磁调相机的d 轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方程；

根据所述双轴励磁调相机的d轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方程， 确定设置在新能源厂站的并网点的所述双轴励磁调相机正常运行时，所述双轴 励磁调相机的各电气量的增量方程；

根据根据所述双轴励磁调相机的d轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方 程、及所述各电气量的增量方程，确定所述双轴励磁调相机的电磁转矩增量方 程；

根据所述d轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方程、所述双轴励磁调相 机的电磁转矩增量方程，确定包括有d轴励磁调节器的传递函数及q轴励磁调 节器的传递函数的所述双轴励磁调相机的传递函数形式的系统模型；

利用所述系统模型，分析在所述双轴励磁调相机处于深度进相时，使得所 述双轴励磁调相机的转子保持在同步转速的关键控制参数。

进一步地，所述待分析的双轴励磁调相机的六阶模型根据电力系统分析程 序中的基本假设和发电机惯例情况下确定。

进一步地，所述d轴励磁调节器的传递函数包括基于比例积分微分控制策 略的G(s)；

所述d轴励磁电压E_fd的增量如下式：△E_fd＝-G(s)△u_t，

其中，△u_t为所述双轴励磁调相机的机端电压u_t的增量。

进一步地，所述q轴励磁调节器的传递函数包括基于比例积分微分控制策 略的g(s)；