發(fā)電機機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)及采用機端激勵方式的發(fā)電機 機端次同步阻巧控制器參數(shù)整定方法，為機端次同步阻巧控制器整定出適合實際工程應(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)距離廠對網(wǎng)輸電模式，為了提高輸送容量和系統(tǒng)穩(wěn)定性，越來越多地采用固定串 聯(lián)電容補償（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)問題。輕微的SSR/SSO會 降低汽輪發(fā)電機軸系壽命，嚴(yán)重的SSR/SSO可導(dǎo)致汽輪發(fā)電機軸系斷裂，威脅機組和電力 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
[000引在解決SSR/SSO問題上，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；基于勵磁系統(tǒng)的附加勵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)在國內(nèi)有使用的案例。而基于靜止同步補償器（STATC0M)設(shè) 計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、性價比較高、諧波特性比較好 W及容量擴展很方便等特點，其工程化應(yīng)用方案的研究越來越被人們所重視。
[0004] 基于STATC0M原型設(shè)計的機端次同步阻巧控制器通過在發(fā)電機機端進(jìn)行對稱電 流補償，來達(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，也相對比較復(fù)雜。有一些 參數(shù)的整定需要考慮兩個原則；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)計需要能夠結(jié)合不同的現(xiàn)場在現(xiàn)有的 常規(guī)監(jiān)測和設(shè)備上通過分析得到，并且要便于整定。
[0005] 本發(fā)明所設(shè)計的采用機端激勵方式的發(fā)電機機端次同步阻巧控制裝置的參數(shù)整 定方法，通過控制機端次同步阻巧控制裝置上側(cè)控制器的激勵模式和正常模式輸出的切 換，實現(xiàn)不同擾動下機組扭振特性的數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行同一時標(biāo)下相位特性和增益特性的計 算分析，從而實現(xiàn)機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)電機機端次同步阻巧控制器參數(shù)整定方法，W解決機 端次同步阻巧控制器的工程化應(yīng)用問題。
[0007] 機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)電機組的軸系轉(zhuǎn)速脈沖信號、發(fā)電機機端=相電壓、機端=相電流信號、電力電子功率 單元輸出的=相電流信號，通過對轉(zhuǎn)速脈沖信號的解調(diào)濾波處理，獲取軸系轉(zhuǎn)速差信號中 的各個模態(tài)實時信號模態(tài)實時信號do i再經(jīng)過比例移相環(huán)節(jié)，形成各個模態(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;機端次同步阻巧控制器 最終是要輸出定子側(cè)的補償電流在發(fā)電機機端進(jìn)行控制，因此通過機端=相電壓的獲取， 對同步系統(tǒng)的電氣角度0進(jìn)行鎖相跟蹤，同時通過對控制輸出的補償電流和發(fā)電 機機端的電流iaA。實時錄波進(jìn)行相位比較，獲取定子側(cè)次同步、超同步信號偏差相位參數(shù) 曰1，基于電氣角度0和偏差相位參數(shù)0 1，實現(xiàn)各個模態(tài)轉(zhuǎn)子側(cè)控制量到定子側(cè)的轉(zhuǎn)換；各 個模態(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：一種是激勵方式，在此方式下，可W通過設(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，因為轉(zhuǎn)子側(cè)的單一模態(tài)頻率信號對應(yīng)到定子側(cè)有基于工頻頻率互 補的兩個信號，為了整定參數(shù)的方便，上側(cè)控制器可W通過設(shè)置選擇定子側(cè)輸出是單一頻 率信號還是雙頻率信號；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)速差信號進(jìn)行實時的控制輸出。
[000引本發(fā)明具體采用W下技術(shù)方案：
[0009] 一種發(fā)電機機端次同步阻巧控制器參數(shù)整定方法，機端次同步阻巧控制器通過在 機端進(jìn)行次同步電流補償實現(xiàn)次同步振蕩的抑制，機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、超同步信號偏差相 位參數(shù)〇1，其特征在于：
[0010] 通過在機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超同步 頻率電流，注入實際運行的發(fā)電機機端，從而對發(fā)電機組的軸系進(jìn)行各個模式的激勵；通過 對發(fā)電機轉(zhuǎn)速差信號模態(tài)頻率分離濾波后的模態(tài)扭振信號do 1、系統(tǒng)電氣角度0、機端次 同步阻巧控制器輸出的補償電流及發(fā)電機機端的電流i實時錄波，實現(xiàn)機端 次同步阻巧控制的參數(shù)整定。
[0011] 本發(fā)明公開的一種發(fā)電機機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)電機并網(wǎng)運行時，采集發(fā)電機的轉(zhuǎn)速脈沖信號、發(fā)電機機端S相電壓、；相 電流信號，W及電力電子功率單元輸出的=相電流信號，并將上述各采集信號輸入至發(fā)電 機機端次同步阻巧控制器的上側(cè)控制器；
[0013] (2)在機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切換選擇兩個模 塊；所述標(biāo)準(zhǔn)正弦信號生成模塊或濾波閉環(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】
1. 一種發(fā)電機機端次同步阻尼控制器參數(shù)整定方法，機端次同步阻尼控制器通過在機 端進(jìn)行次同步電流補償實現(xiàn)次同步振蕩的抑制，機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、超同步信號偏差相位 參數(shù)σ i，其特征在于： 通過在機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 實際運行的發(fā)電機機端，從而對發(fā)電機組的軸系進(jìn)行各個模式的激勵；通過對發(fā)電機轉(zhuǎn)速 差信號模態(tài)頻率分離濾波后的模態(tài)扭振信號Clo i、系統(tǒng)電氣角度Θ、機端次同步阻尼控制 器輸出的補償電流Lvbi。。以及發(fā)電機機端的電流i u。實時錄波，實現(xiàn)機端次同步阻尼控 制的參數(shù)整定。
2. -種發(fā)電機機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)電機并網(wǎng)運行時，采集發(fā)電機的轉(zhuǎn)速脈沖信號、發(fā)電機機端三相電壓、三相電流 信號，以及電力電子功率單元輸出的三相電流信號，并將上述各采集信號輸入至發(fā)電機機 端次同步阻尼控制器的上側(cè)控制器；
(2) 在機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模塊；所述 標(biāo)準(zhǔn)正弦信號生成模塊或濾波閉環(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