本发明专利技术提供了一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制装置及方法，包括三相逆变器、控制模块和信号检测模块；信号检测模块的第一输入端接收同步机端口三相交流电压，第二输入端接收装置端口三相交流电压，第三输入端接收装置端口三相交流电流；控制模块的第一输入端连接至信号检测模块的第一输出端，控制模块的第二输入端接收直流母线电压，控制模块的第三输入端连接至信号检测模块的第三输出端，控制模块的第四输入端连接至信号检测模块的第四输出端，控制模块的第五输入端连接至信号检测模块的第二输出端；控制模块根据信号检测模块获得的锁相误差信号通过无功电流的控制进而调节电气阻尼大小以实现抑制系统次同步振荡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于同步机
，更具体地，涉及一种基于锁相环误差的次同步振荡 抑制方法及装置。
技术介绍
1970年与1971年，位于美国的Mohave电厂连续出现由于串补线路造成的汽轮发 电机组轴系振荡损坏事故，让人们开始注意到串联电容补偿线路的动态过程将引起同步发 电机轴系扭振问题以及次同步振荡的问题。这种不稳定的振荡频率远高于传统的低频振荡 的频率范围（〇.3Hz-3Hz)，但又低于系统的同步频率，因此被称为次同步谐振问题。在以同 步发电机为主力电源的传统电力系统分析中，人们又陆续发现了由于故障、重合闸以及高 压直流输电、快速的电力电子装置等因素引起的同步电机轴系振荡和电力系统次同步振荡 问题，这些现象现统称为电力系统次同步振荡问题。 我国能源分布与负荷分布呈现东西分化的态势，西北地区拥有着大规模的火电及 光伏等新能源，而负荷中心则多集中在中东部沿海一带。因此电力资源远距离、大规模输送 成为我国未来电力系统的趋势。 为了提高输送能力、平衡潮流、加强暂态安全稳定性，通常在线路上安装一定容量 的串联补偿装置或采用高压直流输电工程。在串联补偿输电系统中，电容的电抗与系统的 感抗串联，构成一个串联谐振回路，该频率若与同步机转子轴系某一振荡模态频率互补，则 容易发生次同步振荡，对同步机转子轴系造成损害，也对电网的安全稳定运行造成影响。近 年来，我国次同步振荡现象频发，在伊敏、绥中、上都、托克托、锦界等电厂都出现了次同步 振荡的威胁，因此如何抑制次同步振荡成为当前电力行业学术界和工程界的一大热点。 以往提出的次同步振荡抑制方法多基于非全控开关器件，并且采用串联型安装方 式，虽取得了较好的效果，但在支撑接入点母线电压、无功补偿方面存在着一定的缺陷。随 着全控型开关工程日臻成熟，并联型补偿装置单机容量的不断增大，业界开始关注如何利 用并联型静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator，简称STATC0M，又称SVG)来 抑制次同步振荡。但现有的现场已安装的STATC0M，其主要用于支撑接入点母线电压和对系 统提供无功支撑，并没有抑制次同步振荡的功能。有学者提出可以在现有的STATC0M上增 加控制模块或利用专门的类似STATC0M结构的装置来实现抑制次同步振荡的方法，但这些 方法多需提前计算系统振荡频率，离线整定多通道滤波，并需要采集同步发电机的转速信 号作为输入，存在着采集信号误差和传输中的信息丢失等问题，鲁棒性较差，对多种运行情 况的适应性较差。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于锁相环误差的次同步振荡 抑制方法及装置，旨在解决现有技术无法抑制次同步振荡的技术问题。 本专利技术提供了一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制装置，包括三相逆变器，还 包括控制模块和信号检测模块；所述信号检测模块的第一输入端用于接收同步机端口三相 交流电压VS(；，第二输入端用于接收装置端口三相交流电压vrc。，第三输入端用于接收装置端 口三相交流电流I ra;所述控制模块的第一输入端连接至所述信号检测模块的第一输出端， 所述控制模块的第二输入端接收母线电压u d。，所述控制模块的第三输入端连接至所述信号 检测模块的第三输出端，所述控制模块的第四输入端连接至所述信号检测模块的第四输出 端，所述控制模块的第五输入端连接至所述信号检测模块的第二输出端；所述控制模块用 于根据所述信号检测模块获得的锁相误差信号通过无功电流的控制进而调节电气阻尼大 小以实现抑制系统次同步振荡。 更进一步地，所述控制模块包括次同步抑制器，直流母线电压控制器，有功电流控 制器，无功电流控制器，矢量合成模块和SVPWM调制模块；所述次同步抑制器的输入端作为 所述控制模块的第一输入端接收锁相误差信号A 0 sub %，所述次同步抑制器根据所述锁相 误差信号A 0 sub S(；输出无功电流基准值i qMf;所述无功电流控制器的第一输入端连接至所 述次同步抑制器的输出端，所述无功电流控制器的第二输入端作为所述控制模块的第四输 入端接收电流无功分量iq，所述无功电流控制器根据所述无功电流基准值和所述电流 无功分量^获得无功电流控制信号E q;所述直流母线电压控制器的第一输入端接收直流 母线参考电压Ud_f，所述直流母线电压控制器的第二输入端作为所述控制模块的第二输入 端，所述直流母线电压控制器根据所述母线参考电压U d_f和直流母线电压U d。获得有功电 流基准值idMf;所述有功电流控制器的第一输入端连接至所述直流母线电压控制器的输出 端，第二输入端作为所述控制模块的第三输入端，所述有功电流控制器根据所述有功电流 基准值i dMf和电流有功分量i d获得有功电流控制信号E d;所述矢量合成模块的第一输入 端连接至有功电流控制器的输出端，所述矢量合成模块的第二输入端连接至所述无功电流 控制器的输出端，所述矢量合成模块的第三输入端作为所述控制模块的第五输入端，所述 矢量合成模块根据所述有功电流控制信号E d、所述无功电流控制信号EjP端口电压相角 9sys_ra输出调制三相内电势E ab。和调制内电势相角ab。;所述SVPWM调制模块的输入端连 接至所述矢量合成模块的输出端，SVPWM调制模块用于对调制三相内电势E ab。和调制内电 势相角4>ab。进行空间矢量调制并输出开关控制信号。 更进一步地，所述次同步抑制器包括：相位校正装置，其输入端作为所述次同步抑 制器输出端，接收所述锁相误差信号A 0 sub S(；，所述相位校正装置用于对所述转速锁相误 差信号A 0sub S(；进行相位校正并输出相位准确的锁相误差信号Atfs"A以及比例放大装 置，其输入端连接至所述相位校正装置的输出端，所述比例放大装置用于将所述相位准确 的锁相误差信号进行比例放大后输出无功电流基准值iqMf。 更进一步地，，所述信号检测模块包括：第一锁相环，其输入端作为所述信号检测 模块的第一输入端，所述第一锁相环用于对所述同步机端口三相电压V S(；进行锁相处理并 输出锁相误差信号A 0 sub S(；;第二锁相环，其输入端作为所述信号检测模块的第二输入端， 所述第二锁相环用于对所述装置端口三相交流电压V rcc进行锁相处理并输出端口电压相角 9sys_ra;以及坐标变换器，其第一输入端作为所述信号检测模块的第三输入端，其第二输 入端连接至所述第二锁相环的输出端；所述坐标变换器用于将所述装置端口三相交流电流 I ra和端口电压相角9 sys_ra进行相角变换并输出电流有功分量i d和无功分量i q。 更进一步地，所述第一锁相环包括第一坐标变换器，第二坐标变换器，第一 PI控 制器、第一积分器；所述第一坐标变换器的输入端作为所述第一锁相环的输入端，用于对所 述同步机端口三相电Sv s(；进行坐标变换并输出同步机端口电压a轴分量vase和同步机 端口电压0轴分量所述第二坐标变换器的第一输入端连接至所述第一坐标变换器 的第一输出端，所述第二坐标变换器的第二输入端连接至所述第一坐标变换器的第二输出 端，所述第二坐标变换器的第三输入端连接至所述第一积分器的输出端，用于将所述同步 机端口电压a轴分量V a S(；、所述同步机端口电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制装置，包括三相逆变器(11)；其特征在于，还包括控制模块(12)和信号检测模块(13)；所述信号检测模块(13)的第一输入端用于接收同步机端口三相交流电压VSG，第二输入端用于接收装置端口三相交流电压VPCC，第三输入端用于接收装置端口三相交流电流IPCC；所述控制模块(12)的第一输入端连接至所述信号检测模块(13)的第一输出端，所述控制模块(12)的第二输入端接收直流母线电压Udc，所述控制模块(12)的第三输入端连接至所述信号检测模块(13)的第三输出端，所述控制模块(12)的第四输入端连接至所述信号检测模块(13)的第四输出端，所述控制模块(12)的第五输入端连接至所述信号检测模块(13)的第二输出端；所述控制模块(12)用于根据所述信号检测模块(13)获得的锁相误差信号△θsub_SG通过无功电流的控制进而调节电气阻尼大小以实现抑制系统次同步振荡。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苗淼，温生毅，张祥成，张博，田旭，袁小明，胡家兵，何维，王龙飞，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网青海省电力公司，国网青海省电力公司经济技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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。