新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，包括信號提取模塊、信號處理模塊和電壓源換流器；信號提取模塊、信號處理模塊和電壓源換流器順次連接；信號提取模塊的輸入端連接于新能源發電基地的匯集站與串補送出系統之間；電壓源換流器的輸出端與所述匯集站的外送輸電線連接。與現有技術相比，本實用新型專利技術提供的一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，可以避免大型新能源風電基地經串補送出系統并網后，由于次同步振蕩導致的大量風機脫網，從而保證新能源電力送出的安全與穩定運行。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電力電子及電力設備
，具體涉及一種面向新能源基地經串補送出系統的電網側次同步振蕩抑制裝置。
技術介紹
基于新能源發電的迅猛發展，中國已成為風電并網容量最大及光伏發展最快的國家。但是由于我國存在風/光資源與負荷中心呈逆向分布的特點，新能源發電技術面臨如何實現大容量、遠距離輸送的挑戰。目前主要采用串聯電容補償技術實現電能的大容量和遠距離輸送，然而大規模新能源發電經串補接入電網時極易引起電網次同步振蕩。例如，2009年美國德州發生了世界上首例新能源經串補接入電網的次同步振蕩事故，導致分電機組設備損壞；2010中國張家口沽源地區的新能源經串補接入電網后發生了數十起風電機組和串補引起的次同步振蕩故障，造成電網設備運行異常和大量風機脫網，嚴重威脅電網的安全穩定運行。
技術實現思路
針對現有技術中新能源經串補接入電網引起的次同步振蕩故障，本技術提供了一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置。本技術的技術方案是：所述裝置包括信號提取模塊、信號處理模塊和電壓源換流器；所述信號提取模塊、信號處理模塊和電壓源換流器順次連接；所述信號提取模塊的輸入端連接于新能源發電基地的匯集站與串補送出系統之間；所述電壓源換流器的輸出端與所述匯集站的外送輸電線連接。本技術進一步提供的優選技術方案為：所述信號提取模塊的輸入端包括兩條支路：一條所述支路接入所述匯集站與串補送出系統之間的輸電線路，另一條所述支路接入所述匯集站與電壓源換流器之間的母線。本技術進一步提供的優選技術方案為：所述信號提取模塊包括信號采集單元和信號提取單元；所述信號采集單元，采集所述匯集站與串補送出系統之間輸電線路的電壓uS和電流iS，及采集所述匯集站與電壓源換流器之間母線的電流iL；所述信號提取單元，依據所述電流iS和電流iL確定次同步電流信號。本技術進一步提供的優選技術方案為：所述信號處理模塊包括補償參考信號計算單元和脈沖調制單元；所述補償參考信號計算單元，接收所述信號提取單元的輸出信號，依據該輸出信號計算所述匯集站的補償參考信號；所述脈沖調制單元，依據所述補償參考信號生成觸發脈沖，并將其發送至所述電壓源換流器；所述電壓源換流器，用于與所述串補送出系統進行功率交換以抑制次同步振蕩。本技術進一步提供的優選技術方案為：所述補償參考信號計算單元包括第一PI控制器、第二PI控制器、第三PI控制器和信號變換子單元；所述第一PI控制器、第二PI控制器和信號變換子單元的一個輸入端順次連接，所述第三PI控制器與信號變換子單元的另一個輸入端連接，所述信號變換子單元的輸出端與所述電壓源換流器連接。本技術進一步提供的優選技術方案為：所述第一PI控制器，對直流偏差信號進行PI控制；所述第二PI控制器，對第一比較器輸出的偏差信號進行PI控制；所述第一比較器的正輸入端分別接收所述第一PI控制器的輸出信號和所述信號提取模塊輸出的次同步電流iLd_sub，負輸入端接收所述信號提取模塊輸出的電流iSd；所述第三PI控制器，對第二比較器輸出的偏差信號進行PI控制；所述第二比較器的正輸入端分別接收所述信號提取模塊輸出的次同步電流iLq_sub和無功電流設定值iqref，負輸入端接收所述信號提取模塊輸出的電流iSq；其中，所述電流iSd和電流iSq為匯集站與串補送出系統之間輸電線路的電流iS在d-q坐標系下的電流。本技術進一步提供的優選技術方案為：所述信號變換子單元包括第三比較器、第四比較器和坐標變換子單元；所述第三比較器的正輸入端分別接收所述信號提取模塊輸出的電壓uSd和電流iSd，負輸入端接收所述第二PI控制器的輸出信號；所述第四比較器的正輸入端分別接收所述信號提取模塊輸出的電壓uSq和電流iSq，負輸入端接收所述第三PI控制器的輸出信號；所述坐標變換子單元，對所述第三比較器和第四比較器的輸出信號進行坐標轉換，得到abc坐標下的電壓uma、電壓umb和電壓umc；其中，所述電流iSd和電流iSq為匯集站與串補送出系統之間輸電線路的電流iS在d-q坐標系下的電流；所述電壓uSd和電壓uSq為所述輸電線路的電壓uS在d-q坐標系下的電壓。本技術進一步提供的優選技術方案為：所述新能源發電基地包括風力發電基地和/或光伏發電基地；所述串補送出系統包括串補裝置，其安裝在所述匯集站的外送輸電線上。與最接近的現有技術相比，本技術的有益效果是：本技術提供的一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，可以避免大型新能源風電基地經串補送出系統并網后，由于次同步振蕩導致的大量風機脫網，從而保證新能源電力送出的安全與穩定運行。附圖說明圖1：本技術實施例中一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置示意圖；圖2：本技術實施例中風力發電基地經串補送出四天的電網側次同步振蕩抑制示意圖；圖3：本技術實施例中信號提取模塊原理示意圖；圖4：本技術實施例中信號處理模塊原理示意圖；其中，101：信號提取模塊；102：信號處理模塊；1021：第一PI控制器；1022：第二PI控制器；1023：第三PI控制器；1024：第一比較器；1025：第三比較器；1026：第二比較器；1027：第四比較器；1028：坐標變換子單元；103：電壓源換流器；201：風力發電基地；202：匯集站；203：串補送出系統。具體實施方式為使本技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地說明，顯然，所描述的實施例是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。下面分別結合附圖，對本技術實施例提供的一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置進行說明。圖1為本技術實施例中一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置示意圖，如圖所示，本實施例中次同步振蕩抑制裝置包括信號提取模塊101、信號處理模塊102和電壓源換流器103。其中，信號提取模塊101、信號處理模塊102和電壓源換流器103順次連接，信號提取模塊101的輸入端連接于新能源發電基地的匯集站與串補送出系統之間，電壓源換流器103的輸出端與匯集站的外送輸電線連接。下面結合附圖分別對信號提取模塊101和信號處理模塊102進行具體說明。1、信號提取模塊101本實施例信號提取模塊101的輸入端連接于新能源發電基地的匯集站與串補送出系統之間為：信號提取模塊101的輸入端包括兩條支路，一條支路接入匯集站與串補送出系統之間的輸電線路，另一條支路接入匯集站與電壓源換流器之間的母線，電壓源換流器，用于與串補送出系統進行功率交換以抑制次同步振蕩。本實施例中信號提取模塊101包括信號采集單元和信號提取單元。其中，(1)信號采集單元信號采集單元，用于采集匯集站與串補送出系統之間輸電線路的電壓uS和電流iS，及采集匯集站與電壓源換流器之間母線的電流iL。(2)信號提取單元信號提取單元，依據電流iS和電流iL確定次同步電流信號。具體為：對匯集站與電壓源換流器103之間母線的電流iL進行坐標變換得到d-q坐本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，所述裝置包括信號提取模塊、信號處理模塊和電壓源換流器；所述信號提取模塊、信號處理模塊和電壓源換流器順次連接；所述信號提取模塊的輸入端連接于新能源發電基地的匯集站與串補送出系統之間；所述電壓源換流器的輸出端與所述匯集站的外送輸電線連接。

【技術特征摘要】
1.一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，所述裝置包括信號提取模塊、信號處理模塊和電壓源換流器；所述信號提取模塊、信號處理模塊和電壓源換流器順次連接；所述信號提取模塊的輸入端連接于新能源發電基地的匯集站與串補送出系統之間；所述電壓源換流器的輸出端與所述匯集站的外送輸電線連接。2.如權利要求1所述的一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，所述信號提取模塊的輸入端包括兩條支路：一條所述支路接入所述匯集站與串補送出系統之間的輸電線路，另一條所述支路接入所述匯集站與電壓源換流器之間的母線。3.如權利要求1所述的一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，所述信號提取模塊包括信號采集單元和信號提取單元；所述信號采集單元，采集所述匯集站與串補送出系統之間輸電線路的電壓uS和電流iS，及采集所述匯集站與電壓源換流器之間母線的電流iL；所述信號提取單元，依據所述電流iS和電流iL確定次同步電流信號。4.如權利要求1所述的一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，所述信號處理模塊包括補償參考信號計算單元和脈沖調制單元；所述補償參考信號計算單元，接收所述信號提取單元的輸出信號，依據該輸出信號計算所述匯集站的補償參考信號；所述脈沖調制單元，依據所述補償參考信號生成觸發脈沖，并將其發送至所述電壓源換流器；所述電壓源換流器，用于與所述串補送出系統進行功率交換以抑制次同步振蕩。5.如權利要求4所述的一種新能源基地經串補送出的電網側次同步振蕩抑制裝置，其特征在于，所述補償參考信號計算單元包括第一PI控制器、第二PI控制器、第三PI控制器和信號變換子單元；所述第一PI控制器、第二PI控制器和信號變換子單元的一個輸入端順次連接，所述第三PI控制器與信號變換子單元的另一個輸入端連接，所述信號變換子單元的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于弘洋，趙國亮，劉宗燁，陸振綱，蔡林海，
申請(專利權)人：全球能源互聯網研究院，國家電網公司，
類型：新型
國別省市：北京;11