一种双馈风电接入柔直系统高频振荡抑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双馈风电接入柔直系统高频振荡抑制方法及装置，包括：对无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行简化，得到高频简化阻抗模型；根据高频简化阻抗模型，设置延时影响系数；根据延时影响系数，从DFIG侧的电磁量之间运算矩阵、延时传递矩阵、定子电流到转子电压的传递函数矩阵和定子电压到转子电压的传递函数矩阵中进行选择，得到计算矩阵；根据预定截止频率、计算矩阵、WFVSC侧电压外环控制器和WFVSC侧交流输出电压，计算第一虚拟阻抗、第二虚拟阻抗和前馈项；将第一虚拟阻抗添加到DFIG转子电压参考值，将第二虚拟阻抗添加到WFVSC侧电流内环，将前馈项作为WFVSC侧电流内环的前馈项，以对双馈风电接入柔直系统进行高频振荡抑制。统进行高频振荡抑制。统进行高频振荡抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种双馈风电接入柔直系统高频振荡抑制方法及装置


[0001]本申请涉及新能源并网控制
，尤其涉及一种双馈风电接入柔直系统高频振荡抑制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着风、光等新能源的发展，新能源装机占比将逐步占据主导地位。基于双馈感应发电机(doubly fed induction generator，DFIG)的风电系统由于具有变换器容量小、功率灵活可调等优点，成为风电领域的主流机型。基于电压源换流器(voltage source converter，VSC)的柔性高压直流输电系统(high voltage directcurrent，HVDC)具有可靠性好、谐波含量低等优点，越来越多地应用于大规模海上风电或偏远地区新能源输送系统中。
[0003]然而，近年来国内外也报道了多起风电柔直互联系统高频振荡事故，例如德国北海海上风电场经柔性直流输电时，面临100Hz～1000Hz振荡风险。
[0004]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0005]基于无锁相环直接功率控制的双馈风电系统虽然改善了低频性能，降低了其接入VSC
‑
HVDC系统低频振荡风险，但其高频稳定性同样需要研究以在宽频带范围内提升风电柔直互联系统的稳定性。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的是提供一种双馈风电接入柔直系统高频振荡抑制方法及装置，以解决相关技术中存在的双馈风电接入柔直系统不稳定的技术问题。
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供一种双馈风电接入柔直系统高频振荡抑制方法，包括：
[0008]对无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行简化，得到高频简化阻抗模型；
[0009]根据所述高频简化阻抗模型，设置延时影响系数；
[0010]根据所述延时影响系数，从DFIG侧的电磁量之间运算矩阵、延时传递矩阵、定子电流到转子电压的传递函数矩阵和定子电压到转子电压的传递函数矩阵中进行选择，得到计算矩阵；
[0011]根据预定截止频率和所述计算矩阵，计算第一虚拟阻抗；
[0012]根据预定截止频率和WFVSC侧电压外环控制器，计算第二虚拟阻抗；
[0013]根据预定截止频率和WFVSC侧交流输出电压，计算前馈项；
[0014]将所述第一虚拟阻抗添加到DFIG转子电压参考值，将所述第二虚拟阻抗添加到WFVSC侧电流内环，将所述前馈项作为WFVSC侧电流内环的前馈项，以对双馈风电接入柔直系统进行高频振荡抑制。
[0015]进一步地，对无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行简化，得到高频简化阻抗模型，包括：
[0016]在高频段对所述无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行等效简化，得到无锁相环直接功率控制DFIG高频简化阻抗模型；
[0017]其中，无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型的表达式如下：
[0018][0019]其中，Y
DFIG
为基于无锁相环直接功率控制的DFIG导纳，Y
pp
，Y
pn
，Y
np
，Y
nn
分别为无锁相环直接功率控制的DFIG导纳的四个元素，I
spn
和U
spn
为正负序下的定子电流和电子电压；U、I分别表示电压、电流矢量；下标dq代表两相旋转虚拟dq坐标系，下标s代表定子参数；E代表单位矩阵，下标p、n分别代表正序和负序分量；G1、G2、G3表示DFIG系统模型中电磁量之间运算矩阵；G
d
表示延时传递矩阵，延时时间为1.5倍开关周期；G
ipn
表示定子电流到转子电压的传递函数矩阵；G
upn
表示定子电压到转子电压的传递函数矩阵；L
s
、L
m
分别代表定子绕组等效自感、定转子绕组互感；
[0020]简化后得到的所述无锁相环直接功率控制DFIG高频简化阻抗模型的表达式如下：
[0021][0022]进一步地，根据所述DFIG高频简化阻抗模型，设置延时影响系数，包括；
[0023]根据所述DFIG高频简化阻抗模型，推出延时影响系数由功率环比例系数、稳态机端输出电流和稳态机端电压共同决定；
[0024]根据所述功率环比例系数、稳态机端输出电流和稳态机端电压，设置延时影响系数表达式如下：
[0025]K
cdic
＝1.5k
pS
I
s0
/U
s0
。
[0026]进一步地，根据所述延时影响系数，从DFIG侧的电磁量之间运算矩阵、延时传递矩阵、定子电流到转子电压的传递函数矩阵和定子电压到转子电压的传递函数矩阵中进行选择，得到计算矩阵，包括：
[0027]分别获取DFIG侧的电磁量之间运算矩阵、延时传递矩阵、定子电流到转子电压的传递函数矩阵和定子电压到转子电压的传递函数矩阵中的第一参数；
[0028]对所述第一参数和延时影响系数的第二参数进行对比；
[0029]当所述第一参数与第二参数吻合时，选择对应的矩阵作为计算矩阵。
[0030]根据本申请实施例的第二方面，提供一种双馈风电接入柔直系统高频振荡抑制装置，包括：
[0031]简化模块，用于对无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行简化，得到高频简化阻抗模型；
[0032]设置模块，用于根据所述高频简化阻抗模型，设置延时影响系数；
[0033]选择模块，用于根据所述延时影响系数，从DFIG侧的电磁量之间运算矩阵、延时传递矩阵、定子电流到转子电压的传递函数矩阵和定子电压到转子电压的传递函数矩阵中进行选择，得到计算矩阵；
[0034]第一计算模块，用于根据预定截止频率和所述计算矩阵，计算第一虚拟阻抗；
[0035]第二计算模块，用于根据预定截止频率和WFVSC侧电压外环控制器，计算第二虚拟阻抗；
[0036]第三计算模块，用于根据预定截止频率和WFVSC侧交流输出电压，计算前馈项；
[0037]添加模块，用于将所述第一虚拟阻抗添加到DFIG转子电压参考值，将所述第二虚拟阻抗添加到WFVSC侧电流内环，将所述前馈项作为WFVSC侧电流内环的前馈项，以对双馈风电接入柔直系统进行高频振荡抑制。
[0038]根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：
[0039]一个或多个处理器；
[0040]存储器，用于存储一个或多个程序；
[0041]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的方法。
[0042]根据本申请实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
[0043]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双馈风电接入柔直系统高频振荡抑制方法，其特征在于，包括：对无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行简化，得到高频简化阻抗模型；根据所述高频简化阻抗模型，设置延时影响系数；根据所述延时影响系数，从DFIG侧的电磁量之间运算矩阵、延时传递矩阵、定子电流到转子电压的传递函数矩阵和定子电压到转子电压的传递函数矩阵中进行选择，得到计算矩阵；根据预定截止频率和所述计算矩阵，计算第一虚拟阻抗；根据预定截止频率和WFVSC侧电压外环控制器，计算第二虚拟阻抗；根据预定截止频率和WFVSC侧交流输出电压，计算前馈项；将所述第一虚拟阻抗添加到DFIG转子电压参考值，将所述第二虚拟阻抗添加到WFVSC侧电流内环，将所述前馈项作为WFVSC侧电流内环的前馈项，以对双馈风电接入柔直系统进行高频振荡抑制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行简化，得到高频简化阻抗模型，包括：在高频段对所述无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行等效简化，得到无锁相环直接功率控制DFIG高频简化阻抗模型；其中，无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型的表达式如下：其中，Y
DFIG
为基于无锁相环直接功率控制的DFIG导纳，Y
pp
，Y
pn
，Y
np
，Y
nn
分别为无锁相环直接功率控制的DFIG导纳的四个元素，I
spn
和U
spn
为正负序下的定子电流和电子电压；U、I分别表示电压、电流矢量；下标dq代表两相旋转虚拟dq坐标系，下标s代表定子参数；E代表单位矩阵，下标p、n分别代表正序和负序分量；G1、G2、G3表示DFIG系统模型中电磁量之间运算矩阵；G
d
表示延时传递矩阵，延时时间为1.5倍开关周期；G
ipn
表示定子电流到转子电压的传递函数矩阵；G
upn
表示定子电压到转子电压的传递函数矩阵；L
s
、L
m
分别代表定子绕组等效自感、定转子绕组互感；简化后得到的所述无锁相环直接功率控制DFIG高频简化阻抗模型的表达式如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述DFIG高频简化阻抗模型，设置延时影响系数，包括；根据所述DFIG高频简化阻抗模型，推出延时影响系数由功率环比例系数、稳态机端输出电流和稳态机端电压共同决定；根据所述功率环比例系数、稳态机端输出电流和稳态机端电压，设置延时影响系数表达式如下：K
cdic
＝1.5k
pS
I
s0
/U
s0
。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述延时影响系数，从DFIG侧的电磁量之间运算矩阵、延时传递矩阵、定子电流到转子电压的传递函数矩阵和定子电压到转子电压的传递函数矩阵中进行选择，得到计算矩阵，包括：分别获取DFIG侧的电磁量之间运算矩阵、延时传递矩阵、定子电流到转子电压的传递函数矩阵和定子电压到转子电压的传递函数矩阵中的第一参数；对所述第一参数和延时影响系数的第二参数进行对比；当所述第一参数与第二参数吻合时，选择对应的矩阵作为计算矩阵。5.一种双馈风电接入柔直系统高频振荡抑制装置，其特征在于，包括：简化模块，用于对无锁相环直接功率控制DFIG系统阻抗模型进行简化，得到高频简化阻抗模型；设置模块，用于根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：年珩，童豪，胡彬，韦凌霄，张宏宇，席嫣娜，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：