基于SVG动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法技术

技术编号:14345544 阅读:116 留言:0更新日期:2017-01-04 16:43
本发明专利技术提供一种基于SVG动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法,所述控制方法包括:采集电网三相电压;对所述电网三相电压进行跟踪处理,以得到电网频率;对所述电网频率进行滤波处理,以得到抑制电网次同步振荡的频率实际值;将所述抑制电网次同步振荡的频率实际值与抑制电网次同步振荡的频率参考值做差,形成电网频率偏差值,并对所述电网频率偏差值进行比例积分控制,以得到与所述电网频率偏差值对应的控制量;对与所述电网频率偏差值对应的控制量进行闭环控制,以得到抑制电网次同步振荡的补偿电压,从而抑制电网的次同步振荡。本发明专利技术所述控制方法能动态、有效地抑制电网的次同步振荡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网无功功率补偿
,具体涉及一种基于SVG(StaticVarGenerator,静止无功发生器)的动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法。
技术介绍
我国幅员辽阔,能源和经济的发展在地域上呈逆向分布,极不平衡,因而进行大容量、远距离的输电势在必行。但是,高压、远距离输电技术存在功率受限的问题。现有技术中,一般采用固定串联补偿输电技术来解决高压、远距离输电技术存在的功率受限问题,从而实现电网安全运行和经济输电,解决我国电力送出受限问题。但是,固定串联补偿输电技术在提高输电线路输送能力的同时,也给一些风力发电场带来次同步振荡(SSO,SubsynchronousOscillation)的问题,而次同步振荡将会严重影响风力发电系统的稳定运行。为解决电网的次同步振荡问题,目前主要采用如下几种抑制电网次同步振荡的方法:附加励磁阻尼控制抑制法、阻塞滤波器抑制法、次同步附加阻尼控制抑制法,以及静止无功补偿器抑制法。但是,上述抑制方法均未采用全控型功率器件,因而对输电系统中的次同步振荡的抑制效果非常有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷,提供一种基于SVG并能动态、有效地抑制电网的次同步振荡的频率闭环控制方法。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是:本专利技术提供一种基于SVG动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法,所述控制方法包括如下步骤:1)采集电网三相电压;2)对所述电网三相电压进行跟踪处理,以得到电网频率;3)对所述电网频率进行滤波处理,以得到抑制电网次同步振荡的频率实际值;4)将所述抑制电网次同步振荡的频率实际值和抑制电网次同步振荡的频率参考值做差,形成电网频率偏差值,并对所述电网频率偏差值进行比例积分控制,以得到与所述电网频率偏差值对应的控制量;5)对与所述电网频率偏差值对应的控制量进行闭环控制,以得到抑制电网次同步振荡的补偿电压,从而抑制电网的次同步振荡。优选地,在所述步骤1)中,采用SVG内置的电压传感器实现电网三相电压的采集。优选地,所述步骤2)具体为:21)将所述电网三相电压变换成有功电压实际值和无功电压实际值;22)利用锁相环对所述无功电压实际值进行跟踪处理,以得到所述电网频率。优选地,所述步骤21)具体为:使三相静止坐标系下的所述电网三相电压通过abc/dq坐标变换,得到两相旋转坐标系下的所述有功电压实际值和无功电压实际值。优选地,在所述步骤3)中,采用模态滤波器对所述电网频率进行滤波处理,所述模态滤波器包括依次连接的低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器,或者包括依次连接的高通滤波器、低通滤波器和带通滤波器。优选地,在所述步骤3)中,所述带通滤波器以其输入信号的次同步振荡频率为中心频率。优选地,在所述步骤3)中,所述抑制电网次同步振荡的频率实际值的频率范围为2~50Hz。优选地,所述步骤5)具体为:51)使与所述电网频率偏差值对应的控制量依次经过直流电压环和有功电流环处理,以形成第一控制量;以及使与所述电网频率偏差值对应的控制量依次经过无功功率环和无功电流环处理,以形成第二控制量;52)将所述第一控制量和所述第二控制量变换成抑制电网次同步振荡的控制量;53)对所述抑制电网次同步振荡的控制量进行脉冲宽度调制,以生成相应的驱动信号,并对SVG中的可关断电力电子器件进行控制,以产生抑制电网次同步振荡的补偿电压,从而抑制电网的次同步振荡。优选地,所述步骤51)具体为:将与所述电网频率偏差值对应的控制量作为直流电压额外给定值,在所述直流电压额外给定值中加入直流电压给定值,以得到总直流电压给定值,对所述总直流电压给定值和直流电压实际值做差,形成有功功率偏差值,对所述有功功率偏差值进行比例积分控制,以得到与有功功率偏差值对应的控制量,将所述与有功功率偏差值对应的控制量作为有功电流给定值,将所述有功电流给定值和有功电流实际值做差,形成有功电流偏差值,对所述有功电流偏差值进行比例积分控制,以得到与所述有功电流偏差值对应的控制量,将该控制量作为第一控制量;以及将与所述电网频率偏差值对应的控制量作为无功功率额外给定值,在所述无功功率额外给定值中加入无功功率给定值,以得到总无功功率给定值,对所述总无功功率给定值和无功功率实际值做差,形成无功功率偏差值,对所述无功功率偏差值进行比例积分控制,以得到与无功功率偏差值对应的控制量,将所述与无功功率偏差值对应的控制量作为无功电流给定值,将所述无功电流给定值和无功电流实际值做差,形成无功电流偏差值,对所述无功电流偏差值进行比例积分控制,以得到与所述无功电流偏差值对应的控制量,将该控制量作为第二控制量。优选地,所述步骤52)具体为:使两相旋转坐标系下的所述第一控制量和所述第二控制量通过dq/abc坐标变换,得到三相静止坐标系下的所述抑制电网次同步振荡的控制量。有益效果:本专利技术所述动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法在现有SVG双环(电流内环+直流电压外环/无功功率外环)解耦PI控制策略中加入电网频率闭环等效阻尼控制策略,具体地,将抑制电网次同步振荡的频率实际值和抑制电网次同步振荡的频率参考值做差,形成电网频率偏差值,将其经过比例积分控制形成与该电网频率偏差值对应的控制量,将该控制量分别作为现有SVG直流电压外环和无功功率外环的额外给定值(额定值),即,对于现有SVG直流电压外环来说,将该控制量作为其直流电压额外给定值,对于现有SVG无功功率外环来说,将该控制量作为其无功功率额外给定值,然后经过现有SVG双环解耦PI控制策略处理后生成相应的控制量,对该控制量进行脉冲宽度调制以生成相应的驱动信号,并对SVG中的可关断电力电子器件进行控制,以产生抑制电网次同步振荡的补偿电压,从而构成电流内环+直流电压中环/无功功率中环+电网频率外环三环解耦PI控制策略,进而在现有SVG控制策略的基础上有效地补偿(抑制)了电网中的次同步振荡。可见,本专利技术在现有SVG双环解耦PI控制策略的基础上增加了在线动态抑制电网次同步振荡的控制算法,且现有SVG采用全控型功率器件,因而可以有效地为风力发电场提供正阻尼,有效地改善风力发电系统的稳定性。此外,本专利技术具有简单、易于实现、成本低的优点,相比于现有其它抑制电网次同步振荡的控制策略,可以使SVG根据实时的抑制电网次同步振荡的补偿电压快速地输出更加精确的有功功率和无功功率,从而能有效解决电网中的次同步振荡问题。附图说明图1为本专利技术实施例所述基于SVG的动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法的流程图;图2为图1中步骤S200的子流程图;图3为本专利技术实施例所述模态滤波器的一种结构示意图;图4为本专利技术实施例所述模态滤波器的另一种结构示意图;图5为图1中步骤S500的子流程图;图6为本专利技术实施例所述基于SVG的动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法的应用示意图;图7a为应用本专利技术所述控制方法和未应用本专利技术所述控制方法的SVG输出的有功功率的波形图;图7b为应用本专利技术所述控制方法和未应用本专利技术所述控制方法的SVG输出的无功功率的波形图;图8为应用本专利技术所述控制方法和未应用本专利技术所述控制方法的SVG的电机转矩的波形图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术本文档来自技高网...
基于SVG动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法

【技术保护点】
一种基于SVG动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:1)采集电网三相电压;2)对所述电网三相电压进行跟踪处理,以得到电网频率;3)对所述电网频率进行滤波处理,以得到抑制电网次同步振荡的频率实际值;4)将所述抑制电网次同步振荡的频率实际值和抑制电网次同步振荡的频率参考值做差,形成电网频率偏差值,并对所述电网频率偏差值进行比例积分控制,以得到与所述电网频率偏差值对应的控制量;5)对与所述电网频率偏差值对应的控制量进行闭环控制,以得到抑制电网次同步振荡的补偿电压,从而抑制电网的次同步振荡。

【技术特征摘要】
1.一种基于SVG动态抑制电网次同步振荡的频率闭环控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:1)采集电网三相电压;2)对所述电网三相电压进行跟踪处理,以得到电网频率;3)对所述电网频率进行滤波处理,以得到抑制电网次同步振荡的频率实际值;4)将所述抑制电网次同步振荡的频率实际值和抑制电网次同步振荡的频率参考值做差,形成电网频率偏差值,并对所述电网频率偏差值进行比例积分控制,以得到与所述电网频率偏差值对应的控制量;5)对与所述电网频率偏差值对应的控制量进行闭环控制,以得到抑制电网次同步振荡的补偿电压,从而抑制电网的次同步振荡。2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤1)中,采用SVG内置的电压传感器实现电网三相电压的采集。3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述步骤2)具体为:21)将所述电网三相电压变换成有功电压实际值和无功电压实际值;22)利用锁相环对所述无功电压实际值进行跟踪处理,以得到所述电网频率。4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述步骤21)具体为:使三相静止坐标系下的所述电网三相电压通过abc/dq坐标变换,得到两相旋转坐标系下的所述有功电压实际值和无功电压实
\t际值。5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤3)中,采用模态滤波器对所述电网频率进行滤波处理,所述模态滤波器包括依次连接的低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器,或者包括依次连接的高通滤波器、低通滤波器和带通滤波器。6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤3)中,所述带通滤波器以其输入信号的次同步振荡频率为中心频率。7.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤3)中,所述抑制电网次同步振荡的频率实际值的频率范围为2~50Hz。8.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述步骤5)具体为:51)使与所述电网频率偏差值对应的控制量依次经过...

【专利技术属性】
技术研发人员:郝翔刘伟增薄志刚黎小林许树楷陈名
申请(专利权)人:特变电工新疆新能源股份有限公司特变电工西安柔性输配电有限公司南方电网科学研究院有限责任公司
类型:发明
国别省市:新疆;65

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1