【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)次同步振蕩抑制領(lǐng)域，特別是一種直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法。
技術(shù)介紹
1、隨著時(shí)代的發(fā)展，可再生能源發(fā)電的比例越來(lái)越高，其中風(fēng)力發(fā)電得到了大規(guī)模的應(yīng)用。直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在低風(fēng)速時(shí)效率也較高，且具有噪音低、壽命長(zhǎng)、機(jī)組體積小、運(yùn)行維護(hù)成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)也越來(lái)越多。由于大多數(shù)風(fēng)電場(chǎng)與用電負(fù)荷距離較遠(yuǎn)，故直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)多為弱電網(wǎng)。2015年新疆哈密地區(qū)某大型直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生持續(xù)的次同步振蕩，后續(xù)直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩現(xiàn)象的報(bào)道逐漸增多，直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩嚴(yán)重影響新能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)的消納，影響新能源發(fā)電供電系統(tǒng)的可靠性，故直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩問(wèn)題得到了廣泛的關(guān)注和研究。
2、由于風(fēng)力發(fā)電輸出功率受風(fēng)速的影響較大，為了平滑風(fēng)電場(chǎng)功率輸出，通常配有電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于削峰填谷，抑制風(fēng)力發(fā)電的功率振蕩。statcom裝置是一種無(wú)功補(bǔ)償裝置，也是風(fēng)力發(fā)電廠進(jìn)行無(wú)功調(diào)節(jié)的重要裝備，部分風(fēng)力發(fā)電廠將電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與statcom整合在一起，形成帶有儲(chǔ)能的statcom裝置，既可以進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，同時(shí)可以平滑風(fēng)機(jī)功率輸出。虛擬同步機(jī)控制模擬傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)特性，具有一次調(diào)壓和一次調(diào)頻功能，在新能源發(fā)電中的應(yīng)用也越來(lái)越多。虛擬同步機(jī)控制的并網(wǎng)逆變器阻抗在全頻段呈感性，在弱電網(wǎng)并網(wǎng)情況下可以提高電網(wǎng)阻抗，系統(tǒng)仍可以穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的虛擬同步機(jī)控制是以輸出有功功率為主，不能夠直接將其應(yīng)用到以發(fā)送無(wú)功功率為主的statcom裝置中，原控制器及控制參數(shù)設(shè)計(jì)方法均需改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了如下方案：
3、一種直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法，包括以下步驟：
4、步驟1：將儲(chǔ)能電池組接到statcom直流側(cè)，構(gòu)成帶有電池儲(chǔ)能的statcom裝置；
5、步驟2：在傳統(tǒng)虛擬同步機(jī)有功控制環(huán)阻尼反饋支路中增加超前校正，得到改進(jìn)的虛擬同步機(jī)控制的帶有電池儲(chǔ)能的statcom裝置；
6、步驟3：將改進(jìn)的虛擬同步機(jī)控制的帶有電池儲(chǔ)能的statcom裝置與直驅(qū)風(fēng)機(jī)并聯(lián)；
7、步驟4：采集statcom裝置輸出濾波電感的電流iabc及并網(wǎng)點(diǎn)電壓vabc，計(jì)算出并網(wǎng)點(diǎn)電壓vabc的有效值vn，根據(jù)瞬時(shí)功率理論計(jì)算出改進(jìn)的虛擬同步機(jī)控制的帶有電池儲(chǔ)能的statcom裝置發(fā)出的有功功率pe；
8、步驟5：將并網(wǎng)點(diǎn)電壓有效值vn，有功功率pe代入到改進(jìn)的虛擬同步機(jī)控制器中，得到調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶有電池儲(chǔ)能的statcom裝置的控制；
9、步驟2)中，超前校正參數(shù)t1、t2的設(shè)計(jì)使得statcom裝置在次、超同步頻段內(nèi)增加相位裕度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
10、增加超前校正后的虛擬同步機(jī)控制如下式：
11、
12、其中，pset分別為statcom額定有功功率，d(s)為改進(jìn)的有功下垂控制，dp為阻尼系數(shù)，t1、t2為超前校正系數(shù)，te為電磁轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，tset為額定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，j為有功慣性系數(shù)，ωn和ω分別為額定角頻率和實(shí)際角頻率，θ為statcom功角。
13、所述調(diào)制信號(hào)的計(jì)算公式如下：
14、
15、其中，vdc為statcom直流側(cè)電壓，vn為statcom額定電壓有效值。
16、該技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
17、本專利技術(shù)針對(duì)直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)與弱電網(wǎng)相互作用發(fā)生次同步振蕩問(wèn)題，提出一種直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法，在直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)并聯(lián)帶有儲(chǔ)能電池的statcom裝置且其控制方法為增加了超前校正的改進(jìn)型虛擬同步機(jī)控制方式，所提的一種直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法可以很好的解決直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)的次同步振蕩問(wèn)題，所提次同步振蕩抑制裝置及其控制方法簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用性較強(qiáng)。
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1.一種直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)弱電網(wǎng)并網(wǎng)次同步振蕩抑制裝置的控制方法，其特征在于，步驟2)中，超前校正參數(shù)T1、T2的設(shè)計(jì)使得STATCOM裝置在次、超同步頻段內(nèi)增加相位裕度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法，其特征在于，增加超前校正后的虛擬同步機(jī)控制如下式：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法，其特征在于，所述調(diào)制信號(hào)的計(jì)算公式如下：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)接入弱電網(wǎng)次同步振蕩的抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)弱電網(wǎng)并網(wǎng)次同步振蕩抑制裝置的控制方法，其特征在于，步驟2)中，超前校正參數(shù)t1、t2的設(shè)計(jì)使得statcom裝置在次、超同步頻段內(nèi)增加相位裕度...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬燕峰，張珺，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華北電力大學(xué)保定，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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