一種抑制電網閃變的次同步振蕩抑制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電網技術領域，具體地，涉及一種抑制電網閃變的次同步振蕩抑制裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電力系統的發展，超高壓、遠距離輸電線路和大容量發電機組開始投入運行，為了提高電力系統穩定性和輸電能力而采取的線路串聯電容補償和直流輸電等措施也開始被廣泛應用。但是，除了伴隨而來的巨大經濟效益外，這些設備和措施也給電力系統的安全穩定運行帶來了影響，其中最為突出的一個影響就是隨之而來的電力系統次同步振蕩問題。為解決次同步振蕩問題，本領域技術人員提出了許多抑制次同步振蕩的方法，如在交流輸電線路中采用了 FSC+TCSC、在HVDC控制器中增設SSDC、在發電機組中投入SVC、SVG等設備等等。從這些方法的實際應用來看，目前，在發電機組中投入SVG作為SSO-DS裝置來抑制次同步振蕩效果最為顯著。
[0003]但是在投入SVG作為SSO-DS裝置來抑制次同步振蕩的抑制過程中又引發了新的問題一一電網閃變。電網閃變會給電網的運行和效率帶來不良的影響，同時也會對接在該公用電網中的其他用電設備帶來一些不良的影響甚至危害，從而影響供電安全。
[0004]因此，研究針對電網閃變問題的次同步振蕩抑制具有重要的現實意義。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種抑制電網閃變的次同步振蕩抑制裝置，用于解決次同步振蕩抑制中易產生電網閃變的問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型的技術方案提供了一種抑制電網閃變的次同步振蕩抑制裝置，包括:測速器，其連接發電機組，用于檢測發電機組的轉速信號；控制器，其連接所述測速器，用于將所述測速器檢測的轉速信號與標準轉速信號相比較，獲得發電機組的轉速偏差信號，并對轉速偏差信號依次進行模態濾波和比例移相，以生成有功電流指令和無功電流指令；次同步振蕩抑制器，其連接所述控制器，用于在所述控制器的驅動下生成與有功電流指令和無功電流指令相對應的有功電流和無功電流，并將該有功電流和無功電流注入到發電機組與電網，以通過無功電流抑制次同步振蕩，并通過有功電流抑制電網閃變。
[0007]通過上述技術方案，本實用新型的有益效果是:本實用新型有效解決了因抑制次同步振蕩而帶來的電網閃變問題，通過有功電流、無功電流的協同控制提高了抑制次同步振蕩裝置的抑制效果及控制的靈活性，并在抑制次同步振蕩的同時提高了電能質量水平，大大提高了公共電網的其他用電設備的使用壽命及用電安全。
[0008]本實用新型的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0009]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0010]圖1是本實用新型的實施方式中次同步振蕩抑制裝置的結構示意圖。
[0011]圖2是本實用新型的實施方式中鏈式SVG的結構示意圖。
[0012]圖3是本實用新型的實施方式中電流指令生成單元的控制框圖。
[0013]圖4是本實用新型的實施方式中模態濾波器的結構示意圖。
[0014]圖5是本實用新型的實施方式中主控單元的控制框圖。
[0015]圖6是本實用新型的實施方式中抑制電網閃變的次同步振蕩抑制方法的流程示
O
[0016]附圖標記說明
[0017]101、測速器；102、發電機組；103、控制器；104、次同步振蕩抑制器；105、電網。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0019]如圖1所示，在電力系統中，發電機組102通過變壓器及輸電線路向電網105輸送電能，為降低輸電線路的傳輸損耗，目前常采用增加串補的方法來提高輸電線路的輸送能力。但是，這種增加串補的方法也可能引發次同步振蕩問題，使發電機組以低于同步頻率的振蕩頻率運行，嚴重影響電力系統的安全性，因此電廠使用了很多抑制次同步振蕩的裝置。
[0020]但是，常用的抑制次同步振蕩的裝置往往在抑制次同步振蕩的同時，會產生過大的無功波動，而無功波動會引起電網電壓波動，從而引起電網閃變。因此，除了抑制次同步振蕩外，還應該考慮如何避免電網閃變。
[0021]本實施方式即給出了一種抑制電網閃變的次同步振蕩抑制裝置，如圖1所示，包括:測速器101，其連接發電機組102，用于檢測發電機組的轉速信號w ;控制器103，其連接所述測速器101，用于將所述測速器101檢測的轉速信號與標準轉速信號相比較，獲得發電機組的轉速偏差信號，并對轉速偏差信號依次進行模態濾波和比例移相，以生成有功電流指令和無功電流指令；次同步振蕩抑制器104，其連接所述控制器103，用于在所述控制器103的驅動下生成與有功電流指令和無功電流指令相對應的有功電流和無功電流，并將該有功電流和無功電流注入到發電機組102與電網105，以通過無功電流抑制次同步振蕩，并通過有功電流抑制電網閃變。其中，參考圖1，所述次同步振蕩抑制器104通過變壓器將有功電流和無功電流注入到發電機組102與電網105。
[0022]對于次同步振蕩抑制器，也可采用現有技術中通用的次同步振蕩抑制裝置。如圖2所示，在本實施方式中，所述次同步振蕩抑制器優選采用電壓源換流器型次同步振蕩抑制裝置(SSO-DS)，該SSO-DS又優選采用Y接鏈式SVG，該鏈式SVG配合三相三線制電網，且鏈式SVG的每相串聯若干個H橋結構的功率單元(如圖中虛線框所示)，所述功率單元包括四只反并聯的開關器件IGBT或IEGT，與開關器件并聯的二極管則用于整流，整個功率模塊形成三電平變流器功能。本實施方式中的鏈式SVG是由單項功率單元串聯到一定電壓等級，三相Y接后通過變壓器并聯于電網的，該鏈式SVG的工作原理為:將橋式電路通過變壓器并聯在電網上，通過控制開關器件的通斷，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位或直接控制其交流側電流就可以使該電路吸收或者發出現滿足要求的無功電流，實現動態無功補償的目的。下文中，均以鏈式SVG為例，說明抑制電網閃變的次同步振蕩抑制裝置的工作原理及實施過程。
[0023]本實施例中，所述控制器103包括:信號處理單元，用于將所述測速器檢測的轉速信號與標準轉速信號相比較，獲得發電機組的轉速偏差信號，并對轉速偏差信號依次進行模態濾波和比例移相，以生成有功電流指令和無功電流指令；以及主控單元，用于根據所述有功電流指令和無功電流指令，計算出驅動所述次同步振蕩抑制器所需的控制脈沖，并通過該控制脈沖驅動所述次同步振蕩抑制器。此外，除這兩個控制單元外，所述控制器還可以配置有通訊板、擴展板、AD板、1板、脈沖板等。
[0024]其中，對于信息處理單元，在本實施方式中，所述信號處理單元包括:轉速信號處理單元，用于將所述測速器檢測的轉速信號與標準轉速信號相比較，獲得發電機組的轉速偏差信號；以及電流指令生成單元，用于對轉速偏差信號依次進行模態濾波和比例移相，以生成有功電流指令和無功電流指令。
[0025]本實施方式中，所述測速器可采用現有技術中常用的電機轉速測量設備，測量的轉速信號能反映發電機組軸系扭振，基于該轉速信號，采用適當的控制策略即可調節鏈式SVG的交流側輸出電流。測量得到轉速信號后，同時可獲得轉速信號中相應分量對應的同步角速度，再根據轉速和同步角速度得到僅包含次同步頻率分量的模態分量。因此，本實施方式可通過控制器對轉速偏差信號進行模態濾波來得到與計算有功電流指令和無功電流指令相關的模態分量。如圖3所示，所述電流指令生成單元又包括:模態濾波器，用于對所述轉速偏差信號A ω進行濾波，只輸出與計算有功電流指令和無功電流指令相關的模態分量；第一比例移相器，其連接所述模態濾波器，用于對與有功電流指令的模態分量進行比例計算和移相，以得到相應的有功電流指令Id_ref ;以及第二比例移相器，其連接所述模態濾波器，用于對與無功電流指令的模態分量進行比例計算和移相，以得到相應的無功電流指令 Iq_ref。
[0026]此外，還可以對應設置放大模塊、運算模塊等，以進一步優化得到的電流指令。需注意的是，對于兩個比例移相器，可通過調整各自的增益來降低電網閃變。
[0027]其中，關于模態濾波器的設計，現有技術中有很多相關的設計方案