【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于次同步振荡抑制领域，具体涉及一种抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统及方法。
技术介绍
1、次同步振荡(sso)是电力系统中极为常见且危害巨大的一种低频振荡。随着新能源的大力发展和电力电子技术的广泛应用，大规模新能源基地经串联补偿或经直流送出系统中存在频率时变的次同步振荡现象。
2、随着大量的新能源发电系统接入电网，造成了原有以火电汽轮机组为主要发电体系的电网强度变弱，逐步朝向弱电网的方向发展。在光伏电站接入弱电网时，易导致光伏电站发生次同步振荡故障现象，严重时将损坏临近的火电机组，对电网造成冲击，发生大规模的停电事故。为抑制光伏电站接入弱电网时导致光伏电站发生次同步振荡对电网造成冲击，现有技术中通常采用阻尼控制策略这种无功补偿来进行光伏电站次同步振荡的抑制，阻尼控制策略是一种通过对系统阻尼的调整，达到抑制次同步振荡目的的方法。通过在电力系统中引入适当的阻尼，可以增加系统的稳定性，从而降低次同步振荡的风险。
3、在实际光伏次同步振荡过程中，频率范围宽，阻尼通常只对某特定频率起作用，且这种操作方法技术复杂，需要经过大量的数学计算推导，而光伏电站是一个非线性、高维度的系统，数学建模过程中通常不够精确，这也导致了阻尼控制策略设计不够准确，进而导致光伏电站次同步振荡抑制效果差，无法避免对电网造成冲击。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的问题，提供了一种抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统及方法，解决了现有次同步振荡抑制方法中技术复杂度高、
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供了一种抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，包括电压互感器、第一电流互感器，电压互感器与第一电流互感器均设置于并网点处，分别用以采集光伏系统与外电网电路并网点处的电压信号、第一电流信号，还包括第二电流互感器、信号处理装置、储能变流器和储能电池；
4、电压信号通过锁相环输出电网电压矢量的电角速度、电网电压矢量的相位、电网电压矢量在两相旋转坐标系d轴下的分量和电网电压矢量在两相旋转坐标系q轴下的分量；
5、电压互感器、第一电流互感器、第二电流互感器、储能变流器均与信号处理装置连接；
6、储能变流器分别与信号处理装置、滤波器、储能电池连接；储能变流器的滤波器与外电网连接；
7、第二电流互感器设置于储能变流器的滤波器出口交流侧，用于采集储能变流器交流侧与外电网电路并网点处第二电流信号；
8、信号处理装置包括第一功率计算模块、第二功率计算模块和准谐振控制模块；第一功率计算模块接收电压信号、第一电流信号，经计算后输出光伏电站的有功功率和无功功率；谐振控制模块接收第一功率计算模块输出的有功功率和无功功率，输出有功功率参考信号和无功功率参考信号；第二功率计算模块接收第二电流信号、电压信号，经计算后输出储能变流器实际有功功率信号、实际无功功率信号；
9、储能变流器接收信号处理器产生的有功功率参考信号、无功功率参考信号、实际有功功率信号、实际无功功率信号进行处理后输出控制信号到储能单元；
10、储能单元根据控制信号对并网点处功率进行输出或吸收。
11、进一步的，所述准谐振控制模块包括准谐振控制器和比例积分控制器，准谐振控制器用于通过其谐振角频率处功率信号中的交流分量信号，滤除与其功率信号中谐振角频率偏离的交流分量信号，比例积分控制器用于调整准谐振控制器的谐振角频率；
12、准谐振控制模块的传递函数为：
13、
14、其中，s为拉普拉斯算子，分别为准谐振控制器的幅值增益、截止角频率、谐振角频率。
15、进一步的，信号处理装置还包括判断模块，判断模块用于接收第一电流互感器采集得到的第一电流信号进行快速傅里叶变换，得出不同频率下的交流分量的含量，对比4hz-46hz分量的含量与工频50hz分量含量的比值后判断光伏电站是否发生次同步振荡。
16、进一步的，第一功率计算模块包括有第一坐标变换单元和第一功率计算单元；
17、第一坐标变换单元接收电网电压矢量的相位与第一电流信号进行派克变换，计算并输出光伏系统输出的三相并网电流在两相旋转坐标系d轴下的分量与q轴下的分量，随后与电网电压矢量在两相旋转坐标系d-q轴下的分量通过第一功率计算单元后输出光伏电站的有功并网功率和无功并网功率；
18、第二坐标变换单元接收电网电压矢量的相位与第二电流信号进行派克变换，计算并输出储能系统输出的三相并网电流在两相旋转坐标系d轴下的分量与q轴下的分量，随后与电网电压矢量在两相旋转坐标系d-q轴下的分量通过第二功率计算单元后输出储能变流器的实际有功功率信号与实际无功功率信号。
19、进一步的，第一功率计算模块还包括取反单元，取反单元用于接收第一功率计算单元输出的光伏系统输出的有功功率和无功功率并取反后输出储能变流器的有功功率参考信号与无功功率参考信号。
20、进一步的，储能变流器包括功率外环模块与电流内环模块，功率外环模块输入端与信号处理装置连接，功率外环模块输出端与电流内环模块输入端连接，电流内环模块输出端与储能单元连接；
21、功率外环模块接收信号处理装置产生的有功功率参考信号、无功功率参考信号、实际有功功率信号、实际无功功率信号，将有功功率参考信号与实际有功功率信号、无功功率参考信号与实际无功功率信号分别作差处理后作为电流内环模块的有功电流参考值与无功电流参考值，电流内环模块接收有功电流参考值与无功电流参考值后与第二电流信号在d-q坐标系下的分量分别作差后作为储能单元的控制信号。
22、进一步的，储能单元包括若干个依次串联的储能电池。
23、第二方面，本申请实施例还提供一种抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的方法，通过第一方面所述的次同步振荡抑制系统实现，包括以下步骤：
24、s1、信号采集装置采集并网点处电压信号、第一电流信号、第二电流信号；
25、s2、对采集得到的第一电流信号进行快速傅里叶变换，得出不同频率下的交流分量的含量，对比4hz-46hz分量的含量与工频50hz分量含量的比值，判断光伏电站是否发生次同步振荡：
26、若其比值大于等于阈值，则认为系统发生次同步振荡，进入s3；
27、若其比值小于阈值，返回步骤s1；
28、s3、将采集得到的电压信号、第一电流信号、第二电流信号进行派克变换，通过d-q坐标系下的功率计算公式计算出实际有功功率信号、实际无功功率信号、有功并网功率和无功并网功率；
29、s4、将有功并网功率和无功并网功率作为准谐振控制模块的信号输入，准谐振控制模块筛选出光伏电站输出功率中振荡分量的信号；
30、s5、信号处理装置筛选出的振荡分量信号进行取反，同时采集储能变流器输入端一侧的第二电流信号，将其与步骤s1中的电压信号进行计算，获得储能变流器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，包括电压互感器、第一电流互感器，电压互感器与第一电流互感器均设置于并网点处，分别用以采集光伏系统与外电网电路并网点处的电压信号、第一电流信号，其特征在于，还包括第二电流互感器、信号处理装置、储能变流器和储能电池；
2.根据权利要求1所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，所述准谐振控制模块包括准谐振控制器和比例积分控制器，准谐振控制器用于通过其谐振角频率处功率信号中的交流分量信号，滤除与其功率信号中谐振角频率偏离的交流分量信号，比例积分控制器用于调整准谐振控制器的谐振角频率；
3.根据权利要求1所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，信号处理装置还包括判断模块，判断模块用于接收第一电流互感器采集得到的第一电流信号进行快速傅里叶变换，得出不同频率下的交流分量的含量，对比4Hz-46Hz分量的含量与工频50Hz分量含量的比值后判断光伏电站是否发生次同步振荡。
4.根据权利要求2所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，第一功率计算模块包括有第一坐标变
5.根据权利要求4所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，第一功率计算模块还包括取反单元，取反单元用于接收第一功率计算单元输出的光伏系统输出的有功功率和无功功率并取反后输出有功功率参考信号与无功功率参考信号。
6.根据权利要求5所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，储能变流器包括功率外环模块与电流内环模块，功率外环模块输入端与信号处理装置连接，功率外环模块输出端与电流内环模块输入端连接，电流内环模块输出端与储能单元连接；
7.根据权利要求1所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，储能单元包括若干个依次串联的储能电池。
8.一种抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的方法，采用如权利要求3所述的一种次同步振荡抑制系统，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的方法，其特征在于，步骤S7包括以下方法：
10.根据权利要求8所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的方法，其特征在于，在步骤S2中阈值为5%。
...【技术特征摘要】
1.一种抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，包括电压互感器、第一电流互感器，电压互感器与第一电流互感器均设置于并网点处，分别用以采集光伏系统与外电网电路并网点处的电压信号、第一电流信号，其特征在于，还包括第二电流互感器、信号处理装置、储能变流器和储能电池；
2.根据权利要求1所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，所述准谐振控制模块包括准谐振控制器和比例积分控制器，准谐振控制器用于通过其谐振角频率处功率信号中的交流分量信号，滤除与其功率信号中谐振角频率偏离的交流分量信号，比例积分控制器用于调整准谐振控制器的谐振角频率；
3.根据权利要求1所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，信号处理装置还包括判断模块，判断模块用于接收第一电流互感器采集得到的第一电流信号进行快速傅里叶变换，得出不同频率下的交流分量的含量，对比4hz-46hz分量的含量与工频50hz分量含量的比值后判断光伏电站是否发生次同步振荡。
4.根据权利要求2所述的抑制光伏电站次同步振荡对电网冲击的系统，其特征在于，第一功率计算模块包括有第一坐标变换单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：申文强，周庆庆，石天宇，李开金，李成亮，王文嵩，杨园园，李潇凡，陈曦，王浩，
申请(专利权)人：山东电工时代能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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