[发明专利]一种风火打捆经串补外送系统次同步谐振抑制方法及装置

说明书

本发明提供了一种风火打捆经串补外送系统次同步谐振抑制方法及装置，包括：基于定子动态磁链补偿的dq解耦控制，将双馈风机定子电流经传递函数叠加至机侧变流器的转子参考电压，通过整定传递函数在次同步频段内的相角和幅值特性，从而实现双馈风机次同步频段阻尼特性的整体优化。本申请通过对双馈风机次同步频段的阻抗特性进行整体重塑，优化双馈风机次同步频段的阻尼特性，从而实现对风火打捆外送系统次同步谐振现象的抑制。

技术领域

本申请属于风力发电技术领域，具体地讲，涉及一种风火打捆经串补外送系统次同步谐振抑制方法及装置。

背景技术

当风电生产基地远离用电负荷中心、需要进行远距离跨区输电时，采用风火打捆经串补外送的方式，将火电与风电一同经过带串补的交流输电线路进行功率外送，既可以利用火电的可调性平抑风电出力的波动性和随机性，也可以利用带串补的交流输电线路提升交流通道输送能力。但当风电接入后，风电、火电和串补系统之间的次同步交互作用变得更加复杂，加大了引发火电机组轴系扭振以及电网发生次同步电气谐振的风险。传统基于奈奎斯特判据的风电机组次同步谐振机理分析及优化方法，对电网系统结构及参数依赖性较强，且只能针对特定频段或频率点进行稳定性评估及改造优化，难以在整个次同步频段内整体优化风电机组的阻抗特性。

发明内容

本申请提供了一种风火打捆经串补外送系统次同步谐振抑制方法及装置，以解决当大规模风电基地接入后，风电、火电和串补系统之间的次同步交互作用变得更加复杂，加大了引发火电机组轴系扭振以及电网发生次同步电气谐振风险的问题。

根据本申请的第一个方面，提供了一种风火打捆经串补外送系统次同步谐振抑制方法，包括：

获取双馈风机机端正序阻抗；

将双馈风机定子电流经传递函数叠加至机侧变流器转子参考电压上；

通过整定传递函数调整双馈风机机端阻抗在次同步频段的阻尼特性。

在一实施例中，将风火打捆经串补外送系统中双馈风机的定子电流经传递函数叠加至机侧变流器转子参考电压上，包括：

将双馈风机定子电流在同步旋转坐标系下的d轴与q轴分量i_sd和i_sq通过传递函数R(s)进行反馈后叠加到机侧变流器的转子参考电压d轴和q轴分量U_{rd_ref}及U_{rq_ref}上。

在一实施例中，风火打捆经串补外送系统次同步谐振抑制方法还包括：

通过整定传递函数R(s)的控制参数使传递函数H’(s)在次同步频段相位在[-90°,0°]之间；

通过传递函数R(s)优化双馈风机在次同步频段的阻尼特性从而提升风火打捆送出系统的次同步稳定性。

在一实施例中，获取双馈风机机端正序阻抗，包括：

在机侧变流器内环采用dq解耦及定子磁链动态补偿方式实现dq解耦控制；

实现dq解耦控制后，将同步旋转坐标系下的dq阻抗矩阵变换至静止坐标系下的正负序阻抗矩阵，获得双馈风机机端正序阻抗。

在一实施例中，通过整定传递函数调整双馈风机机端阻抗在次同步频段的阻尼特性，包括：

引入基于定子电流反馈的机侧变流器附加阻尼控制获得新的风机机端阻抗特性；

根据新的风机机端阻抗特性，整定传递函数R(s)的控制参数从而优化双馈风机在次同步频段的阻尼水平。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种风火打捆经串补外送系统次同步谐振抑制装置，包括：

叠加单元，用于将风火打捆经串补外送系统的定子电流叠加至转子侧变流器的参考电压上；