一种抑制配电网低频振荡运行风险的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制配电网低频振荡运行风险的控制方法，将SVG电容两端的电压输送给控制器，控制器将检测到的u

A control method to reduce the risk of low frequency oscillation in distribution network

【技术实现步骤摘要】
一种抑制配电网低频振荡运行风险的控制方法
本专利技术涉及电力电网
，特别是涉及一种抑制配电网低频振荡运行风险的控制方法。
技术介绍
功率振荡的发生对配电网安全、稳定运行带来严重威胁，因而研究功率振荡的产生机理及快速有效抑制功率振荡的方法成为配电网重要的安全问题。目前中性点不接地或经消弧线圈接地广泛应用于中低压配电网，一般采用单电源放射式接线方式，而各类分布式新能源发电单元引入配电网，单电源变为多电源，电网结构变化必然造成系统潮流及短路电流分布的改变，再加上分布式发电单元内部含有大量电力电子装置，具有位置分散、容量小且电能质量差的特点，降低了配电网的阻尼特性，使得系统变成抗干扰能力较差的弱电网，极易发生功率振荡。所以，分析电网振荡现象的成因，并设计合理的控制方法对其进行振荡抑制，成为了电力系统实际工程中一个重要的研究方向。早期，静止无功补偿器采用调整无功功率的方法来抑制振荡，但容易产生谐波，影响系统稳定性；目前电力系统稳定器是抑制电网低频振荡的常用方法，然而随着电网结构日趋复杂，振荡模式多样，给稳定器的参数整定带来很大困难。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种抑制配电网低频振荡运行风险的控制方法，以解决现有技术抑制电网低频振荡的常用方法存在的容易产生谐波，影响系统稳定性安全性等技术问题。本专利技术的技术方案是：一种抑制配电网低频振荡运行风险的控制方法，它包括：电压检测模块将SVG电容两端的电压输送给控制器，控制器将检测到的udc与给定的参考电压Udc*进行比较，输出结果进行PI计算后，与检测的电流id进行比较，并将计算结果进行PI计算，以此输出作为控制器电流id的输出，送至坐标逆变换器中；转速传感器将检测到的转速信号或者功角信号送至控制器中，在选择控制模式后，将检测到的转速与给定转速相比较，送入PID调节器进行调节后，结果与检测的电流iq进行比较，并将结果进行PI计算，以此输出作为控制器电流iq的输出，送至坐标逆变换器中；PID控制器输出的id、iq送至坐标逆变换器中后，输出为三相静止坐标系下的三相电流ia、ib、ic，将输出结果与三角波进行比较，输出直接控制SVG桥臂的导通。所述SVG作为并网逆变器接入电网，向电网侧输入无功电流，当转速ω大于ωs时，改变输出点的电压，将发电机转子上多余的能量转化为电磁功率，以达到快速抑制同步发电机转速的目的；当转速ω小于ωs时，则将Z上部分能量转化为转子动能，来实现转子转速的快速提升，SVG便是通过控制电路中电流的大小来实现能量的定向转换，从而实现对转速的实时控制，以达到抑制电网低频振荡的目的。本专利技术有益效果：本专利技术针对配电网低频振荡问题，提出了采用静止无功功率发生器(StaticVarGenerator，SVG)抑制振荡；解决了现有技术抑制电网低频振荡的常用方法存在的容易产生谐波，影响系统稳定性安全性等技术问题。附图说明图1为本专利技术抑制配电网低频振荡运行风险的第一个实施例的控制策略图；图2为本专利技术抑制配电网低频振荡运行风险的第二个实施例的系统结构图；图3为本专利技术抑制配电网低频振荡运行风险的第二个实施例的系统模型简化图；图4为本专利技术抑制配电网低频振荡运行风险的第二个实施例的系统模型向量图。图5为本专利技术抑制配电网低频振荡运行风险的第二个实施例的同步机向量图。图6为本专利技术抑制配电网低频振荡运行风险的第五个实施例的控制器参数的影响规律曲线图。图7为本专利技术抑制配电网低频振荡运行风险的第五个实施例中安装位置的影响。图8为本专利技术抑制配电网低频振荡运行风险的第五个实施例中传输线路阻抗的影响。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。第一个实施例：如图1所示，一种抑制配电网低频振动运行风险的控制策略图，具体实施如下：电压检测模块将SVG电容两端的电压输送给控制器，控制器将检测到的udc与给定的参考电压Udc*进行比较，输出结果进行PI计算后，与检测的电流id进行比较，并将计算结果进行PI计算，以此输出作为控制器电流id的输出，送至坐标逆变换器中。此环节为电压、电流双闭环PID控制，目的是为了使SVG电容两端的电压稳定，从而输出稳定的无功电流并使SVG保持在稳定的工作状态。转速传感器将检测到的转速信号或者功角信号送至控制器中，在选择控制模式后(以转速反馈为例)，将检测到的转速与给定转速相比较，送入PID调节器进行调节后，结果与检测的电流iq进行比较，并将结果进行PI计算，以此输出作为控制器电流iq的输出，送至坐标逆变换器中。此环节为转速、电流双闭环PID控制，根据分析的结果，该双闭环控制的输出直接影响SVG抑制低频振荡的控制效果，其输出iq即数学模型中所等效的可控电流源Iq的大小。PID控制器输出的id、iq送至坐标逆变换器中后，其输出为三相静止坐标系下的三相电流ia、ib、ic，将输出结果与三角波进行比较，输出直接控制SVG桥臂的导通。第二个实施例：如图2所示，一种抑制配电网低频振动运行风险的系统的结构框图，具体实施如下：低频振荡是由发电机实际转速与同步转速不匹配而引起的。当系统稳定时，同步电机的转子受力平衡，转子转速与同步转速匹配，同步发电机的输出不变，系统平稳运行。当发电机转速因外界干扰而发生变化时，由于外界转矩打破了转子的受力平衡，同步发电机的转子处产生的角加速度使得转子转速不稳定，进而导致转子运动失控，发生低频振荡。转子的运动方程可以用下式来表示：式中，δ为发电机的功角，ω为发电机的实际转速，ωs为电网发电机的同步转速，Pe、Pin分别为发电机的电磁功率和机械功率，H、D为发电机的时间惯性常数与阻尼系数。式中变量均为标幺值。从式(1)可以看出，ω的变化与发电机的电磁功率与机械功率有关。当发电机实际转速偏大时，为了实现转速的快速下降，发电机转子的角加速度应尽可能得小且为负值，即等式右边的值应尽可能地小，考虑到Pe符号为负，故Pe应变大；当发电机实际转速偏小时，为了实现转速的快速提升，发电机转子的角加速度应尽可能得大且为正值，即等式右边的值应尽可能地大，故Pe应变小。故结论为，当转速过高时，应增大Pe，反之则减小Pe。由于通常情况下电力系统的总容量远大于单台发电机的容量，发电机及其连接输电线路的状态、参数等的变化对系统影响很小，因此相对于发电机，可近似地认为电力系统的容量为“无穷大”。本设计中采用电源内阻抗为0，功率无穷大，频率恒定，电压恒定的无穷大电网理想化模型，以便于在电力系统运行稳定分析中，对现实进行近似处理，以简化模型，更有利于得出结论，简化计算过程。配电网系统中包括同步发电机、SVG系统以及无穷大电网等，其中SVG系统中包括了大电容以及并网逆变器。图中的Pe为同步发电机的电磁功率，Pm为原动机的机械功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制配电网低频振荡运行风险的控制方法，其特征在于：它包括：电压检测模块将SVG电容两端的电压输送给控制器，控制器将检测到的u

【技术特征摘要】
1.一种抑制配电网低频振荡运行风险的控制方法，其特征在于：它包括：电压检测模块将SVG电容两端的电压输送给控制器，控制器将检测到的udc与给定的参考电压Udc*进行比较，输出结果进行PI计算后，与检测的电流id进行比较，并将计算结果进行PI计算，以此输出作为控制器电流id的输出，送至坐标逆变换器中；转速传感器将检测到的转速信号或者功角信号送至控制器中，在选择控制模式后，将检测到的转速与给定转速相比较，送入PID调节器进行调节后，结果与检测的电流iq进行比较，并将结果进行PI计算，以此输出作为控制器电流iq的输出，送至坐标逆变换器中；PID控制器输出的id、iq送至坐标逆变...

【专利技术属性】
技术研发人员：任庭昊，覃禹铭，陈挺，卢颖，代启璨，郗新翔，包义钊，罗继英，关晨晨，赵月辉，徐晓亮，毛建维，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52