發(fā)電機(jī)機(jī)端次同步阻尼控制器參數(shù)整定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及采用機(jī)端激勵(lì)方式的發(fā)電機(jī) 機(jī)端次同步阻巧控制器參數(shù)整定方法，為機(jī)端次同步阻巧控制器整定出適合實(shí)際工程應(yīng)用 的一套可靠參數(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著遠(yuǎn)距離大容量輸電的需求上升，特別是大型煤電基地由于遠(yuǎn)離負(fù)荷中屯、，大 多采用遠(yuǎn)距離廠對(duì)網(wǎng)輸電模式，為了提高輸送容量和系統(tǒng)穩(wěn)定性，越來(lái)越多地采用固定串 聯(lián)電容補(bǔ)償（FSC)、高壓直流輸電（HVDC)和一些基于電力電子技術(shù)的高速控制裝置。然而， 該些裝置在一定條件下可能引發(fā)次同步諧振（SSR)或振蕩（SSO)問(wèn)題。輕微的SSR/SSO會(huì) 降低汽輪發(fā)電機(jī)軸系壽命，嚴(yán)重的SSR/SSO可導(dǎo)致汽輪發(fā)電機(jī)軸系斷裂，威脅機(jī)組和電力 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[000引在解決SSR/SSO問(wèn)題上，目前存在多種解決方法，主要包括基于晶閩管電力電子 器件的SVC解決方法；基于勵(lì)磁系統(tǒng)的附加勵(lì)磁阻巧控制解決方法W及阻塞濾波器進(jìn)行濾 波的解決方法等，并且都已經(jīng)在國(guó)內(nèi)有使用的案例。而基于靜止同步補(bǔ)償器（STATC0M)設(shè) 計(jì)原理的新型電力電子器件的解決方案具有技術(shù)的先進(jìn)性、性價(jià)比較高、諧波特性比較好 W及容量擴(kuò)展很方便等特點(diǎn)，其工程化應(yīng)用方案的研究越來(lái)越被人們所重視。
[0004] 基于STATC0M原型設(shè)計(jì)的機(jī)端次同步阻巧控制器通過(guò)在發(fā)電機(jī)機(jī)端進(jìn)行對(duì)稱電 流補(bǔ)償，來(lái)達(dá)到抑制次同步諧振的目的，而抑制次同步諧振的效果和控制器的參數(shù)密切相 關(guān)，一套能夠工程化使用的參數(shù)整定系統(tǒng)和方法對(duì)于STATC0M的工程化應(yīng)用至關(guān)重要。依 據(jù)STATC0M的控制系統(tǒng)和控制原理，設(shè)及需要整定的參數(shù)比較多，也相對(duì)比較復(fù)雜。有一些 參數(shù)的整定需要考慮兩個(gè)原則；1、整定出參數(shù)具有適應(yīng)性原則，需要能夠兼顧各種擾動(dòng)情 況的抑制需要；2、可操行原則，參數(shù)的整定方法的設(shè)計(jì)需要能夠結(jié)合不同的現(xiàn)場(chǎng)在現(xiàn)有的 常規(guī)監(jiān)測(cè)和設(shè)備上通過(guò)分析得到，并且要便于整定。
[0005] 本發(fā)明所設(shè)計(jì)的采用機(jī)端激勵(lì)方式的發(fā)電機(jī)機(jī)端次同步阻巧控制裝置的參數(shù)整 定方法，通過(guò)控制機(jī)端次同步阻巧控制裝置上側(cè)控制器的激勵(lì)模式和正常模式輸出的切 換，實(shí)現(xiàn)不同擾動(dòng)下機(jī)組扭振特性的數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行同一時(shí)標(biāo)下相位特性和增益特性的計(jì) 算分析，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)端次同步阻巧控制裝置增益和相位參數(shù)的整定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)電機(jī)機(jī)端次同步阻巧控制器參數(shù)整定方法，W解決機(jī) 端次同步阻巧控制器的工程化應(yīng)用問(wèn)題。
[0007] 機(jī)端次同步阻巧控制器由上側(cè)控制器、電力電子功率單元組成，上側(cè)控制器采集 發(fā)電機(jī)組的軸系轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)、發(fā)電機(jī)機(jī)端=相電壓、機(jī)端=相電流信號(hào)、電力電子功率 單元輸出的=相電流信號(hào)，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的解調(diào)濾波處理，獲取軸系轉(zhuǎn)速差信號(hào)中 的各個(gè)模態(tài)實(shí)時(shí)信號(hào)模態(tài)實(shí)時(shí)信號(hào)do i再經(jīng)過(guò)比例移相環(huán)節(jié)，形成各個(gè)模態(tài)轉(zhuǎn)子側(cè) 的控制量、比例移相環(huán)節(jié)的控制增益系數(shù)Ki和轉(zhuǎn)子側(cè)移相參數(shù)T i;機(jī)端次同步阻巧控制器 最終是要輸出定子側(cè)的補(bǔ)償電流在發(fā)電機(jī)機(jī)端進(jìn)行控制，因此通過(guò)機(jī)端=相電壓的獲取， 對(duì)同步系統(tǒng)的電氣角度0進(jìn)行鎖相跟蹤，同時(shí)通過(guò)對(duì)控制輸出的補(bǔ)償電流和發(fā)電 機(jī)機(jī)端的電流iaA。實(shí)時(shí)錄波進(jìn)行相位比較，獲取定子側(cè)次同步、超同步信號(hào)偏差相位參數(shù) 曰1，基于電氣角度0和偏差相位參數(shù)0 1，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模態(tài)轉(zhuǎn)子側(cè)控制量到定子側(cè)的轉(zhuǎn)換；各 個(gè)模態(tài)定子側(cè)控制量進(jìn)行線性疊加，形成控制指令通過(guò)光纖傳輸給電力電子功率單元，電 力電子功率單元按照指令，生成功率電流輸出。機(jī)端次同步阻巧控制器的上側(cè)控制器分為 兩種工作模式：一種是激勵(lì)方式，在此方式下，可W通過(guò)設(shè)置參數(shù)，上側(cè)控制器下發(fā)整定參 數(shù)需要的不同波形指令，因?yàn)檗D(zhuǎn)子側(cè)的單一模態(tài)頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)到定子側(cè)有基于工頻頻率互 補(bǔ)的兩個(gè)信號(hào)，為了整定參數(shù)的方便，上側(cè)控制器可W通過(guò)設(shè)置選擇定子側(cè)輸出是單一頻 率信號(hào)還是雙頻率信號(hào)；一種是正常方式，在此方式下，上側(cè)控制器參與閉環(huán)控制，依據(jù)采 集到的轉(zhuǎn)速差信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制輸出。
[000引本發(fā)明具體采用W下技術(shù)方案：
[0009] 一種發(fā)電機(jī)機(jī)端次同步阻巧控制器參數(shù)整定方法，機(jī)端次同步阻巧控制器通過(guò)在 機(jī)端進(jìn)行次同步電流補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)次同步振蕩的抑制，機(jī)端次同步阻巧控制器閉環(huán)控制需要整 定的參數(shù)包括控制增益系數(shù)Ki、轉(zhuǎn)子側(cè)移相參數(shù)TiW及定子側(cè)次同步、超同步信號(hào)偏差相 位參數(shù)〇1，其特征在于：
[0010] 通過(guò)在機(jī)端次同步阻巧控制器輸出幅值和頻率可控的次同步頻率和互補(bǔ)超同步 頻率電流，注入實(shí)際運(yùn)行的發(fā)電機(jī)機(jī)端，從而對(duì)發(fā)電機(jī)組的軸系進(jìn)行各個(gè)模式的激勵(lì)；通過(guò) 對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速差信號(hào)模態(tài)頻率分離濾波后的模態(tài)扭振信號(hào)do 1、系統(tǒng)電氣角度0、機(jī)端次 同步阻巧控制器輸出的補(bǔ)償電流及發(fā)電機(jī)機(jī)端的電流i實(shí)時(shí)錄波，實(shí)現(xiàn)機(jī)端 次同步阻巧控制的參數(shù)整定。
[0011] 本發(fā)明公開(kāi)的一種發(fā)電機(jī)機(jī)端次同步阻巧控制器參數(shù)整定方法，其特征在于，所 述方法包括W下步驟：
[001引 （1)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)、發(fā)電機(jī)機(jī)端S相電壓、；相 電流信號(hào)，W及電力電子功率單元輸出的=相電流信號(hào)，并將上述各采集信號(hào)輸入至發(fā)電 機(jī)機(jī)端次同步阻巧控制器的上側(cè)控制器；
[0013] (2)在機(jī)端次同步阻巧控制器的上側(cè)控制器中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)生成模塊、濾波 閉環(huán)增益移相控制模塊、定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)變換模塊、單一頻率輸出控制模塊和雙頻率輸出控制 模塊，其中，標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)生成模塊和濾波閉環(huán)增益移相控制模塊為并列的可W切換選擇 兩個(gè)模塊，單一頻率輸出控制模塊和雙頻率輸出控制模塊為并列的可W切換選擇兩個(gè)模 塊；所述標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)生成模塊或?yàn)V波閉環(huán)增益移相控制模塊的輸出端與定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)變換 模塊的輸入端相連，所述定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)變換模塊的輸出端與單一頻率輸出控制模塊或雙頻率 輸出控制模塊的輸入端相連；
[0014] 所述濾波閉環(huán)增益移相控制模塊中增益移相控制傳遞函數(shù)為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種發(fā)電機(jī)機(jī)端次同步阻尼控制器參數(shù)整定方法，機(jī)端次同步阻尼控制器通過(guò)在機(jī) 端進(jìn)行次同步電流補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)次同步振蕩的抑制，機(jī)端次同步阻尼控制器閉環(huán)控制需要整定 的參數(shù)包括控制增益系數(shù)Ki、轉(zhuǎn)子側(cè)移相參數(shù)T i以及定子側(cè)次同步、超同步信號(hào)偏差相位 參數(shù)σ i，其特征在于： 通過(guò)在機(jī)端次同步阻尼控制器輸出幅值和頻率可控的次同步頻率/超同步電流，注入 實(shí)際運(yùn)行的發(fā)電機(jī)機(jī)端，從而對(duì)發(fā)電機(jī)組的軸系進(jìn)行各個(gè)模式的激勵(lì)；通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 差信號(hào)模態(tài)頻率分離濾波后的模態(tài)扭振信號(hào)Clo i、系統(tǒng)電氣角度Θ、機(jī)端次同步阻尼控制 器輸出的補(bǔ)償電流Lvbi。。以及發(fā)電機(jī)機(jī)端的電流i u。實(shí)時(shí)錄波，實(shí)現(xiàn)機(jī)端次同步阻尼控 制的參數(shù)整定。
2. -種發(fā)電機(jī)機(jī)端次同步阻尼控制器參數(shù)整定方法，其特征在于，所述方法包括以下 步驟： (1) 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)、發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、三相電流 信號(hào)，以及電力電子功率單元輸出的三相電流信號(hào)，并將上述各采集信號(hào)輸入至發(fā)電機(jī)機(jī) 端次同步阻尼控制器的上側(cè)控制器；
(2) 在機(jī)端次同步阻尼控制器的上側(cè)控制器中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)生成模塊、濾波閉環(huán) 增益移相控制模塊、定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)變換模塊、單一頻率輸出控制模塊和雙頻率輸出控制模塊， 其中，標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)生成模塊和濾波閉環(huán)增益移相控制模塊為并列的可以切換選擇兩個(gè)模 塊，單一頻率輸出控制模塊和雙頻率輸出控制模塊為并列的可以切換選擇兩個(gè)模塊；所述 標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)生成模塊或?yàn)V波閉環(huán)增益移相控制模塊的輸出端與定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)變換模塊的 輸入端相連，所述定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)變換模塊的輸出端與單一頻率輸出控制模塊或雙頻率輸出控 制模塊的輸入端相連； 所述濾波閉環(huán)增益移相控制模塊中增益移相