CN115940196A - 一种抑制电力系统次同步谐振的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制电力系统次同步谐振的方法，包括：对电力系统进行初步处理；进行风电系统的参数数据分析控制管理；进行抑制结果仿真处理。所述对电力系统进行初步处理包括：对风力电网侧次同步电气量进行特征提取分析，并对提取分析结果进行存储；采取有源电阻对风电系统进行控制，具体通过三级均压对系统电压进行管理、比例限幅对系统增益进行控制。所述采取有源电阻对风电系统进行控制，具体通过三级均压对系统电压进行管理、比例限幅对系统增益进行控制进一步包括：根据三级均压对系统电压管理结果对H桥直流电压进行优化控制。本发明，具有电力系统稳定性高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体为一种抑制电力系统次同步谐振的方法。
背景技术
风电以其清洁环保、成本低、技术成熟等优势，是目前规模最大的新能源发电方式。因为风力发电具有低碳、环保、绿色、可持续等优点，发展风电已经作为应对气候变化的重要手段。随着风电等新能源的快速发展，风电已经得到了广泛的应用，但是其与交直流电网所引发的次同步振荡问题会导致会使系统次同步电压和电流增加，并有可能达到损坏发电机以及其他电力系统设备的程度，严重影响了电力系统的正常运行与稳定。因此，设计电力系统稳定性高的一种抑制电力系统次同步谐振的方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制电力系统次同步谐振的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种抑制电力系统次同步谐振的方法，包括：
对电力系统进行初步处理；
进行风电系统的参数数据分析控制管理；
进行抑制结果仿真处理。
根据上述技术方案，所述对电力系统进行初步处理包括：
对风力电网侧次同步电气量进行特征提取分析，并对提取分析结果进行存储；
采取有源电阻对风电系统进行控制，具体通过三级均压对系统电压进行管理、比例限幅对系统增益进行控制。
根据上述技术方案，所述采取有源电阻对风电系统进行控制，具体通过三级均压对系统电压进行管理、比例限幅对系统增益进行控制进一步包括：
根据三级均压对系统电压管理结果对H桥直流电压进行优化控制。
根据上述技术方案，所述进行风电系统的参数数据分析控制管理包括：
根据有源电阻控制处理结果进一步对风电系统中静止同步串联补偿器进行数据调制处理；
获取到特征提取分析与静止同步串联补偿器进行数据调制处理结果后，对风电系统参数进行分析管理。
根据上述技术方案，所述进行抑制结果仿真处理包括：
对风力电网所在地区的环境信息进行采集，并进一步对系统所采用的次同步谐振抑制结果进行仿真；
获取到仿真结果后，对动态仿真结果进行传输，由相关工作人员去进行查阅分析。
根据上述技术方案，所述该方法应用于抑制电力系统次同步谐振系统包括：
初步处理模块，用于对电力系统进行初步处理；
分析控制模块，用于进行风电系统的参数数据分析控制管理；
仿真管理模块，用于进行抑制结果仿真处理。
根据上述技术方案，所述初步处理模块包括：
特征量选取模块，用于对风电系统进行特征量选取；
三级均压模块，用于进行三级均压控制处理；
比例限幅模块，用于对风电系统进行比例限幅管理。
根据上述技术方案，所述分析控制模块包括：
参数管理模块，用于进行参数数据管理；
稳压控制模块，用于对风电系统进行稳压控制；
数据调制模块，用于风电系统数据进行数据调制处理。
根据上述技术方案，所述仿真管理模块包括：
信息采集模块，用于进行环境信息采集；
动态仿真模块，用于进行次同步谐振抑制仿真处理；
传输发送模块，用于对数据信息进行传输发送。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有初步处理模块、分析控制模块与仿真管理模块，可对线路中次同步电流量的提取，达到主要观测振荡频率范围及振荡幅值大小指标，这些指标大小可以确定快速、准确反映系统振荡信息的电气量，有利对后续次同步谐振的抑制处理，使抑制处理更加高效、准确，并通过比例限幅处理选取风电系统在运行状态下的最小增益数据作为设定值，可有效减少直流电容电压波动并有效抑制次同步振荡，同时极大程度的保证了风电系统的运行稳定性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例一提供的一种抑制电力系统次同步谐振的方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的抑制电力系统次同步谐振系统的模块构成图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
图1为本发明实施例一提供的一种抑制电力系统次同步谐振的方法的流程图，本实施例可应用于电力系统中，该方法可以由本发明实施例提供的抑制电力系统次同步谐振系统来执行，该系统由多个软硬件模块组成，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
S101、对电力系统进行初步处理；
示例性的，在本发明实施例中，对风力电网侧次同步电气量进行特征提取分析，并对提取分析结果进行存储；由于风电诱发的次同步振荡频率具有显著时变的特性，风力电网次同步振荡问题一般无机组轴系扭振参与，对于振荡信息的获取只能来自电力系统，系统发生振荡后，短时间内电力系统中次同步电流含量很高，可以快速、准确地反映系统的次同步振荡信息，该步骤中通过对线路中次同步电流量的提取，达到主要观测振荡频率范围及振荡幅值大小指标，这些指标大小可以确定快速、准确反映系统振荡信息的电气量，有利对后续次同步谐振的抑制处理，使抑制处理更加高效、准确，其中所要提取的特征信息包括有功功率、线路电流、母线相电压。
采取有源电阻对风电系统进行控制，具体通过三级均压对系统电压进行管理、比例限幅对系统增益进行控制；该步骤中，根据风电系统中线路电流反馈信号次同步电流分量产生的同相次同步参考电压信号对电压进行控制，其中采用dq解耦双环、全局均压与有功电压矢量的三级均压控制为基本准则对系统电压进行控制管理，使系统次同步频率上等值电阻抬升至正值区域，达到初步抑制次同步振荡的目的；由于系统增益越大，等值电阻值越大，次同步振荡的抑制效果越好，但增益过大时，抑制振荡初始时刻与系统交换的瞬时有功功率会很大，将造成直流电容电压波动剧烈，故通过比例限幅处理选取风电系统在运行状态下的最小增益数据作为设定值，可有效减少直流电容电压波动并有效抑制次同步振荡，同时极大程度的保证了风电系统的运行稳定性。
S102、进行风电系统的参数数据分析控制管理；
示例性的，在本发明实施例中，根据有源电阻控制处理结果进一步对风电系统中静止同步串联补偿器进行数据调制处理；由于进行有源电阻控制会生成与系统线路中次同步电流同相位的次同步电压，将该电压作为串联型次同步振荡抑制器的参考指令进行SPWM调制控制，可使串联型次同步振荡抑制器输出的电压中既有潮流调节分量又有振荡抑制分量，通过该处理可有效进行潮流调节，并使风电系统振荡抑制更加有效，极大程度的避免了电力系统次同步谐振的产生，并减轻系统的分析运算压力。
获取到特征提取分析与静止同步串联补偿器进行数据调制处理结果后，对风电系统参数进行分析管理；在风电系统中，当线路阻抗固定时，线路输送的有功功率和无功功率的大小取决于两端电压的相位差和幅值差，在进行风电系统中静止同步串联补偿器进行数据调制处理后，为保证系统的正常运行，对系统线路两端电压的相位差进行调整约束，使线路两端的电压都为线路的额定电压，通过利用串联型次同步振荡抑制器调节线路有功功率数据的大小，并保证线路两端的相角差数据保持不变，有效保证了风电系统的正常运行，通过该步骤在避免风电系统避免次同步谐振的产生的同时，保证风电系统正常运行不受干扰，体现了该处理的智能性与高效性。
根据三级均压对系统电压管理结果对H桥直流电压进行优化控制；由于进行三级均压处理后，会对电网中H桥直流电压稳定造成冲击，故通过该处理将三级均压的总平均值为相间均压的参考值，单相平均值为相间均压的反馈量和模块均压参考值，经比例积分控制器产生相间平衡修正量后，乘上相电流的瞬时值得到需要叠加的有功电压矢量，叠加到调制波上调节装置输出电压进行能量传递，使H桥的直流电压更加稳定均衡，进一步保证了风电系统的稳定性。
S103、进行抑制结果仿真处理；
示例性的，在本发明实施例中，对风力电网所在地区的环境信息进行采集，并进一步对系统所采用的次同步谐振抑制结果进行仿真；利用所开发的串联型次同步振荡抑制装置控制系统，与RTDS硬件板卡构建闭环数字仿真实验的硬件平台，通过RSCAD数字仿真建模构建实验的软件环境，建立串联型次同步振荡抑制装置控制系统的硬件在环试验平台，对主电路参数、控制策略和次同步抑制效果进行验证，通过该处理可有效缩短装置现场实际应用的开发调试时间，同时使次同步谐振抑制处理控制更加准确，避免误差的产生。
获取到仿真结果后，对动态仿真结果进行传输，由相关工作人员去进行查阅分析。
实施例二：
本发明实施例二提供了抑制电力系统次同步谐振系统，图2为本实施例二提供的抑制电力系统次同步谐振系统的模块构成示意图，如图2所示，该系统包括：
初步处理模块，用于对电力系统进行初步处理；
分析控制模块，用于进行风电系统的参数数据分析控制管理；
仿真管理模块，用于进行抑制结果仿真处理。
在本发明的一些实施例中，初步处理模块包括：
特征量选取模块，用于对风电系统进行特征量选取；
三级均压模块，用于进行三级均压控制处理；
比例限幅模块，用于对风电系统进行比例限幅管理。
在本发明的一些实施例中，分析控制模块包括：
参数管理模块，用于进行参数数据管理；
稳压控制模块，用于对风电系统进行稳压控制；
数据调制模块，用于风电系统数据进行数据调制处理。
在本发明的一些实施例中，仿真管理模块包括：
信息采集模块，用于进行环境信息采集；
动态仿真模块，用于进行次同步谐振抑制仿真处理；
传输发送模块，用于对数据信息进行传输发送。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种抑制电力系统次同步谐振的方法，其特征在于：包括：
对电力系统进行初步处理；
进行风电系统的参数数据分析控制管理；
进行抑制结果仿真处理。
2.根据权利要求1所述的一种抑制电力系统次同步谐振的方法，其特征在于：所述对电力系统进行初步处理包括：
对风力电网侧次同步电气量进行特征提取分析，并对提取分析结果进行存储；
采取有源电阻对风电系统进行控制，具体通过三级均压对系统电压进行管理、比例限幅对系统增益进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种抑制电力系统次同步谐振的方法，其特征在于：所述采取有源电阻对风电系统进行控制，具体通过三级均压对系统电压进行管理、比例限幅对系统增益进行控制进一步包括：
根据三级均压对系统电压管理结果对H桥直流电压进行优化控制。
4.根据权利要求1所述的一种抑制电力系统次同步谐振的方法，其特征在于：所述进行风电系统的参数数据分析控制管理包括：
根据有源电阻控制处理结果进一步对风电系统中静止同步串联补偿器进行数据调制处理；
获取到特征提取分析与静止同步串联补偿器进行数据调制处理结果后，对风电系统参数进行分析管理。
5.根据权利要求1所述的一种抑制电力系统次同步谐振的方法，其特征在于：所述进行抑制结果仿真处理包括：
对风力电网所在地区的环境信息进行采集，并进一步对系统所采用的次同步谐振抑制结果进行仿真；
获取到仿真结果后，对动态仿真结果进行传输，由相关工作人员去进行查阅分析。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种抑制电力系统次同步谐振的方法，其特征在于：所述该方法应用于抑制电力系统次同步谐振系统包括：
初步处理模块，用于对电力系统进行初步处理；
分析控制模块，用于进行风电系统的参数数据分析控制管理；
仿真管理模块，用于进行抑制结果仿真处理。
7.根据权利要求6所述的抑制电力系统次同步谐振系统，其特征在于：所述初步处理模块包括：
特征量选取模块，用于对风电系统进行特征量选取；
三级均压模块，用于进行三级均压控制处理；
比例限幅模块，用于对风电系统进行比例限幅管理。
8.根据权利要求6所述的抑制电力系统次同步谐振系统，其特征在于：所述分析控制模块包括：
参数管理模块，用于进行参数数据管理；
稳压控制模块，用于对风电系统进行稳压控制；
数据调制模块，用于风电系统数据进行数据调制处理。
9.根据权利要求6所述的抑制电力系统次同步谐振系统，其特征在于：所述仿真管理模块包括：
信息采集模块，用于进行环境信息采集；
动态仿真模块，用于进行次同步谐振抑制仿真处理；
传输发送模块，用于对数据信息进行传输发送。
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