[发明专利]一种抑制次同步振荡的统一潮流控制器附加阻尼控制系统

摘要

本发明公开了一种抑制次同步振荡的统一潮流控制器附加阻尼控制系统，包括次同步阻尼控制器，其附加控制信号分别叠加在统一潮流控制器并联侧换流器及串联侧换流器无功控制回路的电流内环控制指令处；次同步阻尼控制器包括多个次同步模态控制回路，每个次同步模态控制回路均包括模态滤波器、比例放大模块、用于实现相位补偿的移相器，各次同步模态控制回路的输出信号叠加并经限幅后即形成次同步阻尼控制器输出的附加控制信号；并且次同步阻尼控制器以发电机轴系转速偏差为输入控制信号。本发明的统一潮流控制器附加次同步阻尼控制系统，能够成功抑制电力系统的次同步振荡，且不会影响系统和统一潮流控制器装置的正常稳定运行。

主权项

一种抑制次同步振荡的统一潮流控制器附加阻尼控制系统，统一潮流控制器装置包括并联侧换流器、串联侧换流器和直流电容，其特征在于：系统包括次同步阻尼控制器，所述次同步阻尼控制器的附加控制信号udamp_sh及udamp_se分别叠加在并联侧换流器及串联侧换流器无功控制回路的q轴电流内环控制指令处；所述次同步阻尼控制器包括多个次同步模态控制回路，每个所述次同步模态控制回路包括模态滤波器、用于对输入信号进行放大的比例放大模块和用于实现相位补偿的移相器，各次同步模态控制回路的输出信号经叠加并经限幅模块后即形成次同步阻尼控制器输出的附加控制信号udamp_sh及udamp_se；所述次同步阻尼控制器以发电机轴系转速偏差ΔωG为输入控制信号；设机组轴系转速中模态i分量的角频率为ωi、幅值为Ai、初相位为并联侧换流器附加控制器对模态i频率分量的相移和放大倍数分别为θish和kish，则叠加至统一潮流控制器并联侧换流器控制器内环电流控制指令的附加控制信号为统一潮流控制器并联侧换流器可快速跟踪附加控制信号，其输出的相应次同步频率电流为式中，Tshi为并联侧换流器对模态i频率信号的响应延迟，s为Laplace算子；流入发电机电枢绕组的次同步电流Igenq_shi为式中，Zgen_i、Zsys_shi分别为模态i频率下，从统一潮流控制器节点至发电机的等值阻抗、系统对统一潮流控制器的等值阻抗；Gish和φish分别为统一潮流控制器并联侧换流器和系统对模态i频率信号的幅频响应和相频响应；从而，可得到统一潮流控制器并联侧换流器输出的模态i频率的次同步电流，经发电机电枢绕组所产生的附加次同步转矩ΔTei_sh为ΔTei_sh=UGIgenq_shisinδshωG]]>式中，UG为发电机机端电压，δsh为发电机机端电压超前统一潮流控制器并联侧接入点电压U1的角度；ωG为发电机转速，其在稳态下ωG≈1.0p.u.，从而上式可化简为同理，可得到统一潮流控制器串联侧换流器输出的模态i频率的次同步电流，经发电机电枢绕组所产生的附加次同步转矩ΔTei_se为式中，θise和kise分别为串联侧换流器附加控制器对模态i频率分量的相移和放大倍数，Gise和φise分别为统一潮流控制器串联侧换流器和系统对模态i频率信号的幅频响应和相频响应，δse为发电机机端电压超前统一潮流控制器串联侧接入点电压U2的角度；由统一潮流控制器附加次同步阻尼控制所产生的附加次同步电磁转矩ΔTei_sh和ΔTei_se的表达式可知，调整附加控制器模态i控制回路的相移θish和θise，及放大倍数kish和kise，使其在发电机中产生足够大的正附加电磁转矩ΔTei_sh和ΔTei_se，即可达到抑制模态i次同步振荡的目的。