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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风力发电,公开了一种直驱风机超/次同步振荡抑制方法、嵌入式设备及系统。
技术介绍
1、构建新型电力系统,大力发展风、光等可再生能源,走绿色低碳转型道路是现阶段发电行业的趋势,在风力发电中,直驱风机由于其能量转换效率高、维护成本低,在远海风电中具有广阔的应用前景;然而,随着新能源的大量并网,对电力系统的稳定性产生了潜在威胁,其中次同步振荡现象受到了广泛关注。
2、目前,对次同步振荡抑制的研究主要集中在双馈风机接入的系统上,而专门针对直驱风机接入的系统则鲜有研究。由于两种风机变流器控制形式和并网拓扑结构的相似性,双馈风机并网系统设计的一些次同步振荡抑制方法对直驱风机并网系统有很大的参考价值。这些相关方法可分为三类,即1)系统规划和运行阶段的事前措施,2)次同步振荡发生后的应急措施,3)主动阻尼控制。
3、第一类方法试图通过在系统规划和运行阶段增加电网强度或减少潜在威胁来避免次同步振荡的发生。在规划阶段,加强电网强度和重新设计控制回路之间参数的协调配合有利于避免次同步振荡的发生。然而,这些措施只对未建成的电力系统有效。对于已经存在的系统,运行模式的调整也可以缓解次同步振荡的发生,但是,由于可供调整幅度的有限性,这些措施并不能从根本上避免次同步振荡的发生。
4、第二类方法,即紧急保护,通过次同步频率继电器使处于振荡状态的风机快速跳闸。考虑到后果的严重性,这些措施通常被认为是保护系统的最后手段,常规运行过程不会采取该措施。实际上大多数振荡都是可控的,不可能通过频繁跳闸来解决问题,这就像洗衣
5、第三类方法,通过提供附加阻尼来抑制次同步振荡的主动阻尼控制方法是较为实用的方法。现有的外部设备,如配备在晶闸管控制串联电容器等的可以通过改变系统阻抗和移动系统的特征根从右半平面到左半平面以实现次同步振荡的抑制。然而,这些设备主要设计用途是功率调节,在功率调节达到上限后无法实现对次同步振荡的抑制。风机变流器上附加阻尼控制器是最受关注的方法之一,因为它可以通过软件方式实现而无需硬件修改。阻尼控制器需要整定相位补偿环节中的两个时间常数,阶数,以及增益共四个参数,整定参数达到最优十分困难,因而调整的效果并不好,振荡收敛的时间较长。有文献在网侧变流器的的外环设计了一个阻尼控制器,通过协同寻优建立了参数查找表,通过相应地调整参数,阻尼控制器可以为各种运行状况下提供有效的阻尼。然而,构建这样一个完整的查找表,这既耗时又具有挑战性,且没有解决整定复杂的问题。因此,接入电力系统的直驱式风电机组迫切需要一种调整简单、在各种运行条件下均能较好地平抑振荡的阻尼控制器。
技术实现思路
1、针对上述问题,本专利技术提供一种直驱风机超/次同步振荡抑制方法,具体方案包括以下步骤:
2、s1.获取直驱风机与网侧相关参数,分别对风场侧和网侧进行阻抗建模,得到包括风场侧阻抗和网侧阻抗的传递函数解析式,用于计算系统极点;
3、s2.设计超/次同步振荡阻尼抑制流程,包括根据测频器测得的超/次同步振荡频率,选择中心频率可变的带通滤波器,通过带通滤波器使得增益调节直接加到直驱风机锁相环上,间接改变风场侧阻抗,根据计算传递函数的极点确定在发生超/次同步振荡时,能使系统的所有极点处于左半平面,且留有一定裕度的增益调整的范围,在所述的范围内整定超/次同步振荡阻尼抑制的增益,并对阻尼信号进行限幅处理,用于规避超/次同步振荡的抑制导致控制回路输出幅度变大而破坏系统稳定性的情形;
4、s3.超/次同步振荡阻尼抑制流程的动作逻辑:通过测频器判定超/次同步振荡发生时,通过整定增益使得锁相环的等效增益发生变化,实现对超/次同步振荡的抑制;一旦超/次同步振荡风险消除,带通滤波器的中心频率重置为0,结束超/次同步振荡阻尼抑制。
5、优选的,还包括下述步骤:当出现在线风机数或网侧阻抗改变的情形,通过比较是否执行阻尼控制流程的有功功率差异来评估系统对超/次同步振荡的抑制水平。
6、本专利技术的另一方案在于提供一种可读记录嵌入式设备,用以存储包含多个指令的一个或多个程序,当运行程序时,将致使处理电路执行上述的一种直驱风机超/次同步振荡抑制方法。
7、本专利技术的又一方案在于提供一种直驱风机超/次同步振荡抑制系统,包括上述的一种可读记录嵌入式设备,还包括采集风机侧与网侧相关数据的装置,所述装置与所述的一种可读记录嵌入式设备电连接,用于数据传输。
8、相对于现有技术,本专利技术产生以下有益效果:
9、本专利技术通过测频器改变带通滤波器的中心频率,使得待整定的参数个数降为1,大大简化了整定难度;进一步地,规定阻尼控制器的动作逻辑,使阻尼控制器对锁相环的性能影响小。解决了现有阻尼控制器控制成本高、参数调整复杂或不适应各种运行条件的问题,具有结构简单,参数调整方便,振荡收敛的时间较短,灵活适应各种运行条件的优点。
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1.一种直驱风机超/次同步振荡抑制方法,其特征在于包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种直驱风机超/次同步振荡抑制方法,其特征在于,还包括下述步骤:当出现在线风机数或网侧阻抗改变的情形,通过比较是否执行阻尼控制流程的有功功率差异来评估系统对超/次同步振荡的抑制水平。
3.一种可读记录嵌入式设备,用以存储包含多个指令的一个或多个程序,其特征在于,当运行程序时,将致使处理电路执行权利要求1-2中任一项所述的一种直驱风机超/次同步振荡抑制方法。
4.一种直驱风机超/次同步振荡抑制系统,包括权利要求3所述的一种可读记录嵌入式设备,其特征在于,还包括采集风机侧与网侧相关数据的装置,所述装置与所述的一种可读记录嵌入式设备电连接,用于数据传输。
【技术特征摘要】
1.一种直驱风机超/次同步振荡抑制方法,其特征在于包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种直驱风机超/次同步振荡抑制方法,其特征在于,还包括下述步骤:当出现在线风机数或网侧阻抗改变的情形,通过比较是否执行阻尼控制流程的有功功率差异来评估系统对超/次同步振荡的抑制水平。
3.一种可读记录嵌入式设备,用以存储包含多...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈瑞昕,程壮,肖军,王乙斐,叶磊,黄涵,鲁晓军,黄灿灿,乐零陵,王玉玺,
申请(专利权)人:长江勘测规划设计研究有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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