风电场次同步谐振抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风电场次同步谐振抑制方法及系统，所述风电场至少包括：多台风机，多台变压器和风电场线路，其特征在于，包括：获取风电场线路的电压信号和电流信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感、次同步抑制系统向电网实际输出电流信号；对所述风电场线路的电压信号和风电场线路的电流信号进行滤波处理，获取次同步频率信号，并根据所述次同步频率信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感，得到风电场闭环传递函数，并根据所述次同步抑制系统向电网实际输出电流信号，通过优化参数使得闭环传递函数不同零点下的衰减率最优。本发明专利技术能够有效提高风电场的稳定性。

Method and system for suppressing subsynchronous resonance of wind farm

The invention discloses a wind farm for subsynchronous resonance suppression method and system, the wind farm includes at least: typhoon machine, transformer and wind power lines, which is characterized in that: the voltage signal and the current signal acquisition circuit, wind resistance and inductance, fans of transformers and resistance inductance, wind resistance and inductance, synchronous line suppression system to the power grid actual output current signal; current signal to the voltage signal of wind farms and wind farm lines are filtered, obtaining the subsynchronous frequency signal, and according to the subsynchronous frequency signal, multi fan resistance and inductance, Taiwan the transformer inductance and resistance, wind resistance and inductance circuit, wind farm closed-loop transfer function, and according to the time synchronization system to suppress the output current signal of power grid By optimizing the parameters, the attenuation rate of the closed-loop transfer function is the best under different zeros. The invention can effectively improve the stability of the wind farm.

【技术实现步骤摘要】
风电场次同步谐振抑制方法及系统
本专利技术涉及电力系统
，特别涉及一种风电场次同步谐振抑制方法及系统。
技术介绍
风电场接入含有固定串联补偿电容的系统时，可能存在诱发次同步谐振(SSR)的风险。近些年，国内外已有多起关于风机次同步振荡的事故发生。2009年，美国德克萨斯州的一处风场，由于输电系统出现故障，切除部分线路，使得串补度从50％提高至75％，导致风电场出现次同步振荡，从而造成大量风机损坏。相关技术中，抑制风电场次同步谐振的方法主要是改变风机内部控制系统，通过附加阻尼控制，增大风机电磁转矩对次同步振荡的阻尼；或者在系统发生次同步谐振期间退出串补电容，改变系统串补度，达到抑制次同步谐振的目的。但是，这些方法改造复杂，经济性较差。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述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风电场次同步谐振抑制方法。该风电场次同步谐振抑制方法可以达到抑制次同步谐振的目的，并提高风电场的稳定性。本专利技术的另一个目的在于提出一种风电场次同步谐振抑制系统。为了实现上述目的，本专利技术的一方面公开了一种风电场次同步谐振抑制方法，所述风电场至少包括：多台风机，多台变压器和风电场线路，其特征在于，包括：获取风电场线路的电压信号和电流信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感、次同步抑制系统向电网实际输出电流信号；对所述风电场线路的电压信号和风电场线路的电流信号进行滤波处理，获取次同步频率信号，并根据所述次同步频率信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感，得到风电场闭环传递函数，并根据所述次同步抑制系统向电网实际输出电流信号，通过优化参数使得闭环传递函数不同零点下的衰减率最优。根据本专利技术的风电场次同步谐振抑制方法，可以达到抑制次同步谐振的目的，并提高风电场的稳定性。另外，根据本专利技术上述实施例的风电场次同步谐振抑制方法还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述风电场闭环传递函数的公式为：其中，s表示复频率，zh为闭环传递函数Zeq(s)的g个零点，yq为闭环传递函数Zeq(s)的p个极点，Hi(s)和Hu(s)分别为对风电场线路的电流信号和风电场线路的电压信号处理的传递函数，rr0为转子电阻，Kpr为转子侧控制器内环比例系数，Klr为转子侧控制器内环积分系数，KDr为转子侧控制器内环交叉增益，ω0为工频角频率，ωr为转子角频率，Lr为转子电感，Lm为风机励磁电感，Ls为风机定子电感，LT1为变压器T1的电感，Ll1为风电场线路电感，rs为定子电阻，rT1为变压器T1电阻，rl1为风电场线路电阻，Ll2为串补线路电感，LT2为变压器T2电感，rl2为串补线路电阻，rT2为变压器T2电阻，C为串补电容，n为风机台数。进一步地，通过优化参数，使得传递函数不同零点下的衰减率最优具体为：优化电流信号增益Ki，电流信号移相参数Tai，电压信号增益Ku，电压信号移相参数Tau，并当zh＝σh+jωh，σh为零点zh的实部，ωh为零点zh的虚部，模态ωh的衰减率ξh：衰减率ξh满足：目标函数：maxf＝min(ξh)约束条件：pu：标幺值单位，nTOT：风机台数最大值。本专利技术的第二方面公开了一种风电场次同步谐振抑制系统，所述风电场至少包括：多台风机，多台变压器和风电场线路，包括：获取模块，用于获取风电场线路的电压信号和电流信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感、次同步抑制系统向电网实际输出电流信号；处理模块，用于对所述风电场线路的电压信号和风电场线路的电流信号进行滤波处理，获取次同步频率信号，并根据所述次同步频率信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感，得到风电场闭环传递函数，并根据所述次同步抑制系统向电网实际输出电流信号，通过优化参数使得闭环传递函数不同零点下的衰减率最优。根据本专利技术的风电场次同步谐振抑制系统，可以达到抑制次同步谐振的目的，并提高风电场的稳定性。另外，根据本专利技术上述实施例的风电场次同步谐振抑制系统还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述风电场闭环传递函数的公式为：其中，s表示复频率，zh为闭环传递函数Zeq(s)的g个零点，yq为闭环传递函数Zeq(s)的p个极点，Hi(s)和Hu(s)分别为对风电场线路的电流信号和风电场线路的电压信号处理的传递函数，rr0为转子电阻，Kpr为转子侧控制器内环比例系数，Klr为转子侧控制器内环积分系数，KDr为转子侧控制器内环交叉增益，ω0为工频角频率，ωr为转子角频率，Lr为转子电感，Lm为风机励磁电感，Ls为风机定子电感，LT1为变压器T1的电感，Ll1为风电场线路电感，rs为定子电阻，rT1为变压器T1电阻，rl1为风电场线路电阻，Ll2为串补线路电感，LT2为变压器T2电感，rl2为串补线路电阻，rT2为变压器T2电阻，C为串补电容，n为风机台数。进一步地，通过优化参数，使得传递函数不同零点下的衰减率最优具体为：优化电流信号增益Ki，电流信号移相参数Tai，电压信号增益Ku，电压信号移相参数Tau，并当zh＝σh+jωh，σh为零点zh的实部，ωh为零点zh的虚部，模态ωh的衰减率ξh：衰减率ξh满足：目标函数：maxf＝min(ξh)约束条件：pu：标幺值单位，nTOT：风机台数最大值。进一步地，还包括：电力电子变流器和变压器。本专利技术的附加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的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的风电场次同步谐振抑制方法的流程图；图2是根据本专利技术一个实施例的风电场接入串补系统的结构图；图3是根据本专利技术一个实施例的风电场次同步谐振抑制方法的策略图；图4是根据本专利技术一个实施例的风电场次同步谐振抑制系统的结构框图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。以下结合附图描述根据本专利技术实施例的风电场次同步谐振抑制方法及次同步谐振抑制系统。图1是根据本专利技术一个实施例的风电场次同步谐振抑制方法的流程图。在说明此方法前，结合图2所示，风电场至少包括：多台风机，多台变压器和风电场线路。风电场次同步谐振抑制方法在风电场系统中执行。如图1所示，根据本专利技术一个实施例的风电场次同步谐振抑制方法，包括：S110：获取风电场线路的电压信号和电流信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感、次同步抑制系统向电网实际输出电流信号。结合图2所示，获取风电场线路的电压信号uabc和风电场线路的电流信号iabc，次同步抑制系统向电网实际输出电流信号iout。S120：对风电场线路的电压信号和风电场线路的电流信号进行滤波处理，获取次同步频率信号，并根据次同步频率信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感，得到风电场闭环传递函数，并根据次同步抑制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场次同步谐振抑制方法，所述风电场至少包括：多台风机，多台变压器和风电场线路，其特征在于，包括：获取风电场线路的电压信号和电流信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感、次同步抑制系统向电网实际输出电流信号；对所述风电场线路的电压信号和风电场线路的电流信号进行滤波处理，获取次同步频率信号，并根据所述次同步频率信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感，得到风电场闭环传递函数，并根据所述次同步抑制系统向电网实际输出电流信号，通过优化参数使得闭环传递函数不同零点下的衰减率最优。

【技术特征摘要】
1.一种风电场次同步谐振抑制方法，所述风电场至少包括：多台风机，多台变压器和风电场线路，其特征在于，包括：获取风电场线路的电压信号和电流信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感、次同步抑制系统向电网实际输出电流信号；对所述风电场线路的电压信号和风电场线路的电流信号进行滤波处理，获取次同步频率信号，并根据所述次同步频率信号、多台风机电阻和电感、多台变压器电阻和电感、风电场线路电阻和电感，得到风电场闭环传递函数，并根据所述次同步抑制系统向电网实际输出电流信号，通过优化参数使得闭环传递函数不同零点下的衰减率最优。2.根据权利要求1所述的风电场次同步谐振抑制方法，其特征在于，所述风电场闭环传递函数的公式为：其中，s表示复频率，zh为闭环传递函数Zeq(s)的g个零点，yq为闭环传递函数Zeq(s)的p个极点，Hi(s)和Hu(s)分别为对风电场线路的电流信号和风电场线路的电压信号处理的传递函数，rr0为转子电阻，Kpr为转子侧控制器内环比例系数，Klr为转子侧控制器内环积分系数，KDr为转子侧控制器内环交叉增益，ω0为工频角频率，ωr为转子角频率，Lr为转子电感，Lm为风机励磁电感，Ls为风机定子电感，LT1为变压器T1的电感，Ll1为风电场线路电感，rs为定子电阻，rT1为变压器T1电阻，rl1为风电场线路电阻，Ll2为串补线路电感，LT2为变压器T2电感，rl2为串补线路电阻，rT2为变压器T2电阻，C为串补电容，n为风机台数。3.根据权利要求2所述的风电场次同步谐振抑制方法，其特征在于，通过优化参数，使得传递函数不同零点下的衰减率最优具体为：优化电流信号增益Ki，电流信号移相参数Tai，电压信号增益Ku，电压信号移相参数Tau，并当zh＝σh+jωh，σh为零点zh的实部，ωh为零点zh的虚部，模态ωh的衰减率ξh：衰减率ξh满足：目标函数：maxf＝min(ξh)约束条件：pu：标幺值单位，nTOT：风机台数最大值。4.一种风电场次同步谐振抑制系统，其特征在于，所述风电场至少包...

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