多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法及装置，其中，方法包括以下步骤：获取控制系统中滤波后的多个反馈信号；根据滤波后的多个反馈信号得到多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率；根据多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率自适应地调整控制系统中多振荡模态中每个振荡模态的增益值；根据所述每个振荡模态的增益值进行限幅，进而在多振荡模态中每个振荡模态间分配容量。该控制方法可以兼顾多振荡模态，自动适应扰动大小，在多模态间分配控制容量，实现变增益控制，避免补偿信号的深度限幅。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统稳定与控制
，特别涉及一种多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法及装置。
技术介绍
自上世纪七十年代发生SSO(SubsynchronousOscillation，次同步振荡)损坏机组轴系的事件以来，国内外学者开展了大量的研发工作，提出了很多防控SSO的方法。其中，SEDC(supplementaryexcitationdampingcontroller，附加励磁阻尼控制器)和GTSDC(generatorterminalsubsynchronousdampingcontroller，机端次同步阻尼控制器)是工程上常用的有效抑制措施。然而，在实际工程中，SEDC和GTSDC等次同步振荡抑制措施的控制需要考虑如下两个问题：(1)振荡的多元性次同步振荡的模态及频率并非固定不变。就线路串补引发的次同步振荡而言，线路的调整、串补度的改变、故障的出现都有可能导致次同步振荡频率和模态的改变。就风电与交流电网相互作用引发的次同步振荡而言，振荡频率可能因风机台数、出力、控制器参数的变化而变化。另外，直流工程也可能会引起低频模态的振荡。因而实际发生的次同步振荡可能是不同模态甚至多模态同时存在的。(2)控制设备容量约束提高增益往往可以提高抑制措施的补偿效果。但实际工程中，补偿装置的容量是有限的(例如SEDC的容量受限于励磁机)，且实际振荡的扰动幅度不确定，如果增益太高，就可能导致补偿信号长期深度限幅，导致正常励磁功能受损，或者输出波形发生畸变，产生不利于电网和机组的谐波。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法，该方法可以避免补偿信号的深度限幅和波形畸变，简单便捷。本专利技术的另一个目的在于提出一种多模态次同步振荡的自适应阻尼控制装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法，包括以下步骤：获取控制系统中滤波后的多个反馈信号；根据所述滤波后的多个反馈信号得到多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率；根据所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率自适应地调整所述控制系统中所述多振荡模态中每个振荡模态的增益值；根据所述每个振荡模态的增益值进行限幅，进而在所述多振荡模态中每个振荡模态间分配容量。本专利技术实施例的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法，通过对各模态振幅和衰减率的计算，从而可以兼顾多振荡模态，自动适应扰动大小，实现了变增益控制，从而实现了多模态间的容量分配，避免补偿信号的深度限幅和波形畸变，适用于SEDC、GTSDC等次同步振荡抑制措施的控制。另外，根据本专利技术上述实施例的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在得到所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率之后，还包括：分别获取所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率在预设时间段内的平均值；对所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率在预设时间段内的平均值进行惯性或滤波处理。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，振荡模态的幅值的计算公式为：Ai=Σk=n-M+1k=nωm,kTM,]]>其中，Ai为振荡模态i的幅值，ωm,kT为该模态第kT个周期的最大值，k＝n为当前时刻对应的周期，M为取平均值所使用的周期数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，衰减率的计算公式为：σi=ln(ωm,(n-N+1)Tωm,nT)N,]]>其中，σi为振荡模态i的衰减率，nT为当前时刻对应的周期，ωm,nT为该模态第nT个周期的最大值，N为取平均值所使用的周期数，ωm,(n-N+1)T为该模态第(n-N+1)T个周期的最大值。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，各模态按系数pi分配到的容量的计算公式为：Ui=piΣpikΣUmax,]]>其中，Ui为各模态的输出信号，kΣ为限幅程度，±Umax为总输出信号的限幅值，pi为容量分配系数。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种多模态次同步振荡的自适应阻尼控制装置，包括：计算模块，用于获取控制系统中滤波后的多个反馈信号，并且根据所述滤波后的多个反馈信号得到多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率；控制模块，用于根据所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率自适应地调整所述控制系统中所述多振荡模态中每个振荡模态的增益值；限幅模块，用于根据所述每个振荡模态的增益值进行限幅，进而在所述多振荡模态中每个振荡模态间分配容量。本专利技术实施例的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制装置，通过对各模态振幅和衰减率的计算，从而可以兼顾多振荡模态，自动适应扰动大小，实现了变增益控制，从而实现了多模态间的容量分配，避免补偿信号的深度限幅和波形畸变，适用于SEDC、GTSDC等次同步振荡抑制措施的控制。另外，根据本专利技术上述实施例的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述控制模块还用于分别获取所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率在预设时间段内的平均值，并且对所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率在预设时间段内的平均值进行惯性或滤波处理。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，幅值的计算公式为：Ai=Σk=n-M+1k=nωm,kTM,]]>其中，Ai为振荡模态i的幅值，ωm,kT为该模态第kT个周期的最大值，k＝n为当前时刻对应的周期，M为取平均值所使用的周期数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，衰减率的计算公式为：σi=ln(ωm,(n-N+1)Tωm,nT)N,]]>其中，σi为振荡模态i的衰减率，nT为当前时刻对应的周期，ωm,nT为该模态第nT个周期的最大值，N为取平均值所使用的周期数，ωm,(n-N+1)T为该模态第(n-N+1)T个周期的最大值。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，各模态按系数pi分配到的容量的计算公式为：Ui=piΣpikΣUmax,]]>其中，Ui为各模态的输出信号，kΣ为限幅程度，±Umax为总输出信号的限幅值，pi为容量分配系数。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法的流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的次同步振荡抑制的基本控制系统的结构示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制系统的结构示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的模态限幅模块的最小限幅值示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的单个模态的简化控制的原理示意图；图6为根据本专利技术一个具体实施例的适用于SEDC的控制方法系统的结构示意图；图7为根据本专利技术一个具体实施例的单个模态的简化控制的原理示意图；图8为根据本专利技术实施例的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制装置的结构示意图。具体实施方式下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取控制系统中滤波后的多个反馈信号；根据所述滤波后的多个反馈信号得到多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率；根据所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率自适应地调整所述控制系统中所述多振荡模态中每个振荡模态的增益值；以及根据所述每个振荡模态的增益值进行限幅，进而在所述多振荡模态中每个振荡模态间分配容量。

【技术特征摘要】
1.一种多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取控制系统中滤波后的多个反馈信号；根据所述滤波后的多个反馈信号得到多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率；根据所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率自适应地调整所述控制系统中所述多振荡模态中每个振荡模态的增益值；以及根据所述每个振荡模态的增益值进行限幅，进而在所述多振荡模态中每个振荡模态间分配容量。2.根据权利要求1所述的多模态同步振荡的自适应阻尼控制方法，其特征在于，在得到所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率之后，还包括：分别获取所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率在预设时间段内的平均值；对所述多振荡模态中每个振荡模态的幅值与衰减率在预设时间段内的平均值进行惯性或滤波处理。3.根据权利要求2所述的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法，其特征在于，振荡模态的幅值的计算公式为：Ai=Σk=n-M+1k=nωm,kTM,]]>其中，Ai为振荡模态i的幅值，ωm,kT为该模态第kT个周期的最大值，k＝n为当前时刻对应的周期，M为取平均值所使用的周期数。4.根据权利要求3所述的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法，其特征在于，衰减率的计算公式为：σi=ln(ωm,(n-N+1)Tωm,nT)N,]]>其中，σi为振荡模态i的衰减率，nT为当前时刻对应的周期，ωm,nT为该模态第nT个周期的最大值，N为取平均值所使用的周期数，ωm,(n-N+1)T为该模态第(n-N+1)T个周期的最大值。5.根据权利要求1所述的多模态次同步振荡的自适应阻尼控制方法，其特征在于，各模态按系数pi分配到的容量的计算公式为：Ui=piΣpikΣUmax,]]>其中，Ui为各模态的输出信号，kΣ为限幅程度，±Umax为总输出信号的限幅值，pi为容量分配...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小荣，张传宇，刘华坤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11