一種勵(lì)磁阻尼控制器與靜止同步補(bǔ)償器等價(jià)容量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種勵(lì)磁阻尼控制器與靜止同步補(bǔ)償器等價(jià)容量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法。所述方法依序包括以下步驟：計(jì)算SEDC的電氣阻尼；計(jì)算STATCOM的電氣阻尼；基于SEDC與STATCOM的電氣阻尼整定其控制器增益關(guān)系；應(yīng)用整定的增益關(guān)系對(duì)SEDC與STATCOM的控制器進(jìn)行整定，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算在相同擾動(dòng)下，SEDC與STATCOM的等價(jià)容量。
【專利說(shuō)明】-種勵(lì)磁阻尼控制器與靜止同步補(bǔ)償器等價(jià)容量的實(shí)時(shí)計(jì) 算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽輪發(fā)電機(jī)組計(jì)算【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種勵(lì)磁阻尼控制器與靜止同 步補(bǔ)償器等價(jià)容量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM)為一次設(shè)備，直接向發(fā)電機(jī)中注入電流，響應(yīng)速度快， 抑制效果明顯，STATCOM的容量足夠大，能夠很好地抑制系統(tǒng)中由于小擾動(dòng)產(chǎn)生的軸系疲勞 累計(jì)問(wèn)題，在大擾動(dòng)條件下，也能使模態(tài)分量迅速衰減到軸系疲勞累計(jì)口檻值W下。但是 STATCOM的造價(jià)高，安裝在機(jī)端，還必然要向系統(tǒng)及電廠變負(fù)荷側(cè)分流，因而所需的容量更 大，20MVA的STATCOM造價(jià)在千萬(wàn)W上，且占地面積大，需要配備?？诘淖儔浩?，大容量的電 力電子設(shè)備器件容易損壞，后期運(yùn)行維護(hù)難度大。勵(lì)磁阻尼控制器（S邸C)作為二次設(shè)備， 雖然抑制效果受勵(lì)磁容量限制，在某些惡劣工況下，難W達(dá)到令人滿意的抑制效果，但是 SEDC造價(jià)低，后期運(yùn)行維護(hù)難度小。
[0003] 如果同時(shí)施加SEDC與STATCOM兩種抑制措施，依靠STATCOM增強(qiáng)抑制效果，采用 SEDC抵消STATCOM所需要的容量，可W極大減少STATCOM所需要的投資?，F(xiàn)有工程實(shí)踐及 理論研究均沒(méi)有提及聯(lián)合抑制措施，更沒(méi)有給出有關(guān)SEDC與STATCOM容量之間的計(jì)算方 法，因而對(duì)于抑制措施的選擇及抑制措施的比較，在經(jīng)濟(jì)方面缺乏準(zhǔn)確的計(jì)算方法。
[0004] SEDC與STATCOM抑制次同步振蕩的基本原理相同，都是注入一個(gè)次同步電流，與 另一側(cè)的工頻電流形成一個(gè)次同步轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩與系統(tǒng)中擾動(dòng)引起的電磁轉(zhuǎn)矩相互抵消， 從阻尼的角度看，都是附加一個(gè)正阻尼。SEDC與STATCOM要達(dá)到相同的抑制效果，必然對(duì) 應(yīng)著相同的附加阻尼，而SEDC與STATCOM的附加阻尼大小又分別與各自的控制器增益密切 相關(guān)。當(dāng)SEDC與STATCOM的增益確定之后，對(duì)于相同擾動(dòng)，STATCOM的容量也可W進(jìn)行計(jì) 算。因此SEDC與STATCOM的附加阻尼，控制器增益，等價(jià)容量之間存在一定關(guān)系?？蒞從 附加阻尼出發(fā)，確定SEDC與STATCOM控制器增益之間的關(guān)系，最終計(jì)算SEDC與STATCOM的 容量等價(jià)關(guān)系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是給出一種SEDC與STATCOM等價(jià)容量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，為SEDC與 STATCOM的抑制效果等價(jià)性給出一種適用于工程實(shí)際的判據(jù)，為抑制措施的選擇提供參 考，為聯(lián)合抑制措施中STATCOM的容量提供依據(jù)。本方法的特征為精確計(jì)算得到SEDC及 STATCOM的電氣阻尼。對(duì)于電氣阻尼中的各個(gè)參數(shù)都給出計(jì)算方法，從而能夠進(jìn)行實(shí)際應(yīng) 用；根據(jù)阻尼相等，SEDC與STATCOM的抑制效果相同，進(jìn)而求出SEDC與STATCOM控制器的增 益關(guān)系；按照確定的增益關(guān)系對(duì)控制器進(jìn)行整定，根據(jù)擾動(dòng)初值，便可W實(shí)時(shí)計(jì)算SEDC與 STATCOM的容量等價(jià)關(guān)系。
[0006] 具體來(lái)說(shuō)，一種勵(lì)磁阻尼控制器與靜止同步補(bǔ)償器等價(jià)容量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，其 特征在于，所述方法依序包括W下步驟：計(jì)算SEDC的電氣阻尼；計(jì)算STATCOM的電氣阻尼； 基于SEDC與STATCOM的電氣阻尼整定其控制器增益關(guān)系；應(yīng)用整定的增益關(guān)系對(duì)SEDC與 STATCOM的控制器進(jìn)行整定，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算在相同擾動(dòng)下，沈DC與STATCOM的等價(jià)容量。
[0007] 進(jìn)一步地，所述SEDC的電氣阻尼通過(guò)W下方程計(jì)算：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種勵(lì)磁阻尼控制器與靜止同步補(bǔ)償器等價(jià)容量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，其特征在于，所 述方法依序包括以下步驟：計(jì)算SEDC的電氣阻尼；計(jì)算STATCOM的電氣阻尼；基于SEDC與 STATC0M的電氣阻尼整定其控制器增益關(guān)系；應(yīng)用整定的增益關(guān)系對(duì)SEDC與STATC0M的控 制器進(jìn)行整定，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算在相同擾動(dòng)下，SEDC與STATC0M的等價(jià)容量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述SEDC所產(chǎn)生的電氣阻尼與各模態(tài)對(duì) 應(yīng)增益、補(bǔ)償相位相關(guān)，通過(guò)以下方程計(jì)算：
其中，Xad為電機(jī)直軸電樞反應(yīng)電抗，Iqtl為發(fā)電機(jī)q軸電流初始值，Li_SED。為濾波環(huán)節(jié)造 成的增益，IVsed。為對(duì)應(yīng)于模態(tài)i控制器增益，Zf為勵(lì)磁阻抗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述STATC0M所產(chǎn)生的電氣阻尼與各模態(tài) 對(duì)應(yīng)增益、補(bǔ)償相位以及所在系統(tǒng)阻抗相關(guān)，通過(guò)以下方程計(jì)算：
其中，為濾波環(huán)節(jié)造成的增益，K^stc為STATC0M對(duì)應(yīng)此模態(tài)的增益，Em是發(fā)電機(jī) 端電壓幅值，KE_為次同步分量參數(shù)，KT_STC為STATC0M所接變壓器的變比，《是工頻分量對(duì) 應(yīng)角速度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述SEDC與STATC0M的增益關(guān)系為：
其中，Ki_SED。是SEDC控制器的增益，為模態(tài)信號(hào)通過(guò)STATC0M的濾波器后所造成 幅值增益，Em是發(fā)電機(jī)端電壓幅值，是一個(gè)定值，Ke+為分支系數(shù)所對(duì)應(yīng)的增益，與發(fā)電機(jī)等 值阻抗及系統(tǒng)側(cè)等值阻抗相關(guān)，KT_STC為STATC0M所接變壓器的變比，是一個(gè)定值；《是工 頻分量對(duì)應(yīng)角速度，是定值，不發(fā)生變化；Zf是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組等效阻抗幅值，是一個(gè)定值； XadSd軸電樞反應(yīng)電抗，是發(fā)電機(jī)自身參數(shù)，不隨系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)；Iqtl是穩(wěn)態(tài)情況下定 子電流q軸分量，與系統(tǒng)運(yùn)行工況即發(fā)電機(jī)有功、無(wú)功相關(guān)；Li_SED。是模態(tài)信號(hào)通過(guò)SEDC的 濾波器后所造成幅值增益，對(duì)于固定的模態(tài)分量，濾波器確定之后，I^sed。與Lpsve是一個(gè)定 值；Ki.。與K^sve分別是SEDC控制器與STATC0M控制器的增益。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，應(yīng)用整定的SEDC與STATC0M，計(jì)算SEDC 與STATC0M之間的容量等價(jià)關(guān)系。
【文檔編號(hào)】H02P9/00GK104362914SQ201410508853
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】畢天姝, 李景一, 肖仕武, 張鵬, 毛雨亭 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)