一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，該方法用于系統(tǒng)中的統(tǒng)一潮流控制器中，包括，量測(cè)環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集，并對(duì)其中的母線功率信號(hào) P 進(jìn)行包括隔直環(huán)節(jié)、比例諧振控制環(huán)節(jié)、相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)和限幅環(huán)節(jié)的依次處理，獲得輸出控制信號(hào) U p；將控制信號(hào)與統(tǒng)一潮流控制器對(duì)應(yīng)參考值疊加，獲得對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)；將所述信號(hào) P 和調(diào)節(jié)信號(hào)做差，將量測(cè)環(huán)節(jié)中所獲得的若干種信號(hào)分別與對(duì)應(yīng)的參考值做差，對(duì)各差值信號(hào)分別進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到輸出q軸和輸出p軸對(duì)應(yīng)的電流、電壓，將這些電壓、電流注入所述系統(tǒng)，增大抑制所述系統(tǒng)中共振機(jī)理低頻振蕩的阻尼。優(yōu)點(diǎn)是能有效減小共振振蕩幅值，抑制共振機(jī)理低頻振蕩。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 共振機(jī)理低頻振蕩是由于外界周期性的功率擾動(dòng)源的頻率與系統(tǒng)固有的低頻振 蕩頻率接近而引發(fā)的。近年來(lái)由于電力系統(tǒng)容量和并網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，系統(tǒng)中功率擾動(dòng)源增 多，共振機(jī)理低頻振蕩時(shí)有發(fā)生，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。
[0003] 靈活交流輸電力系統(tǒng)（FACTS)的出現(xiàn)為抑制共振機(jī)理低頻振蕩提供了新的有效 手段，統(tǒng)一潮流控制器作（UPFC)為目前功能最全面的FACTS裝置，同時(shí)兼?zhèn)渚€路潮流控制、 電壓穩(wěn)定、無(wú)功調(diào)節(jié)等多種功能。已有研究表明通過(guò)在統(tǒng)一潮流控制器中增加附加阻尼控 制回路能夠提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，阻尼系統(tǒng)振蕩。但是傳統(tǒng)的統(tǒng)一潮流控制器附加阻尼 控制對(duì)共振機(jī)理低頻振蕩的阻尼效果不佳，原因是共振機(jī)理低頻振蕩的擾動(dòng)源持續(xù)地向系 統(tǒng)中注入功率擾動(dòng)，需要較高阻尼水平才能將其將抑制，而傳統(tǒng)的方法達(dá)不到相應(yīng)的阻尼 水平。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于有效解決共振機(jī)理低頻振蕩問(wèn)題，而提供一種抑制電力系統(tǒng)共 振機(jī)理低頻振蕩的方法，所述方法包括用于所述系統(tǒng)中的統(tǒng)一潮流控制器中，包括：
[0005] 用量測(cè)環(huán)節(jié)對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集，并對(duì)其中的母線功率信號(hào)P進(jìn)行包括隔直 環(huán)節(jié)、比例諧振控制環(huán)節(jié)、相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)和限幅環(huán)節(jié)的依次處理，獲得輸出控制信號(hào)U p ;
[0006] 將所述控制信號(hào)up與所述統(tǒng)一潮流控制器的參考功率信號(hào)P#疊加，并與量測(cè)環(huán) 節(jié)中所獲得的母線功率信號(hào)P做差獲得對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)，對(duì)該調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和 比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到對(duì)應(yīng)的輸出q軸電壓v q ;
[0007] 將量測(cè)環(huán)節(jié)中所獲得的母線無(wú)功功率Q、直流側(cè)電容電壓Vd。和母線電壓V s分別與 母線參考無(wú)功功率Q#、直流側(cè)電容電壓參考值Vdc;ref和電壓參考值VSMf做差，得到對(duì)應(yīng)的三 差值信號(hào)，對(duì)三差值信號(hào)分別進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到對(duì)應(yīng)的 輸出P軸電壓v p、p軸電流Ij^Pq軸電流Iq;;
[0008] 將所述q軸電壓Vq、電流Iq和p軸電壓Vp、電流I p連續(xù)注入所述系統(tǒng)，增大抑制所 述系統(tǒng)中共振機(jī)理低頻振蕩的阻尼。
[0009] 進(jìn)一步的，所述信號(hào)Μ優(yōu)選母線功率信號(hào)P，對(duì)應(yīng)于該母線功率信號(hào)P經(jīng)所述環(huán)節(jié) 依次處理后獲得對(duì)應(yīng)的輸出控制信號(hào)u p，用該控制信號(hào)up與統(tǒng)一潮流控制器的參考功率信 號(hào)Praf疊加，獲得對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)，將所述母線功率信號(hào)p和該調(diào)節(jié)信號(hào)做差得到對(duì)應(yīng)的功率 差值信號(hào)，對(duì)該差值信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到輸出q軸電 壓V
[0010] 進(jìn)一步的，用所述量測(cè)環(huán)節(jié)中采集獲得的所述母線無(wú)功功率信號(hào)Q和母線參考無(wú) 功功率Qrrf做差，得到對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率差值信號(hào)，將該無(wú)功功率差值信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié) 和比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到p軸電壓Vp。
[0011]進(jìn)一步的，用所述量測(cè)環(huán)節(jié)中采集獲得的所述直流側(cè)電容電壓vd。和直流側(cè)電容 電壓參考值vdc;rtf做差，得到對(duì)應(yīng)的電壓差值信號(hào)，將該電壓差值信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和 比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到p軸電流I p。
[0012]進(jìn)一步的，用所述量測(cè)環(huán)節(jié)中采集獲得的所述母線電壓vs和母線電壓參考值v sref 做差，得到對(duì)應(yīng)的電壓的差值信號(hào)，將該電壓差值信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié) 的依次處理，得到輸出q軸電流I,。
[0013]進(jìn)一步的，所述比例諧振控制環(huán)節(jié)中的傳遞函數(shù)為gpr(s),
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在于：所述方法用于所述系統(tǒng) 中的統(tǒng)一潮流控制器中，包括， 用量測(cè)環(huán)節(jié)對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集，并對(duì)其中的一信號(hào)Μ進(jìn)行包括隔直環(huán)節(jié)、比例 諧振控制環(huán)節(jié)、相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)和限幅環(huán)節(jié)的依次處理，獲得輸出控制信號(hào)Up ; 將所述控制信號(hào)Up與所述統(tǒng)一潮流控制器的參考功率信號(hào)PMf疊加，并與量測(cè)環(huán)節(jié)中 所獲得的母線功率信號(hào)P做差獲得對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)，對(duì)該調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例 積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到對(duì)應(yīng)的輸出q軸電壓V,; 將量測(cè)環(huán)節(jié)中所獲得的母線無(wú)功功率Q、直流側(cè)電容電壓Vd。和母線電壓Vs分別與母線 參考無(wú)功功率QMf、直流側(cè)電容電壓參考值和電壓參考值VSMf做差，得到對(duì)應(yīng)的三差值 信號(hào)，對(duì)三差值信號(hào)分別進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到對(duì)應(yīng)的輸出P 軸電壓Vp、p軸電流Ip和q軸電流I,; 將所述q軸電壓V,、電流I,和p軸電壓Vp、電流Ip連續(xù)注入所述系統(tǒng)，增大抑制所述系 統(tǒng)中共振機(jī)理低頻振蕩的阻尼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在于： 所述量測(cè)環(huán)節(jié)中采集的信號(hào)包括母線功率信號(hào)P、母線無(wú)功功率信號(hào)Q、母線電壓信號(hào)V s、直 流側(cè)電容電壓Vd。、發(fā)電機(jī)有功功率信號(hào)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、聯(lián)絡(luò)線上的有功功率信號(hào)和聯(lián)絡(luò) 線上的頻率信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在 于：所述信號(hào)Μ優(yōu)選母線功率信號(hào)P，對(duì)應(yīng)于該母線功率信號(hào)P經(jīng)所述環(huán)節(jié)依次處理后獲得 對(duì)應(yīng)的輸出控制信號(hào)U p，用該控制信號(hào)Up與統(tǒng)一潮流控制器的參考功率信號(hào)PMf疊加，獲得 對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)，將所述母線功率信號(hào)P和該調(diào)節(jié)信號(hào)做差得到對(duì)應(yīng)的功率差值信號(hào)，對(duì)該 差值信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得到輸出q軸電壓V,。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在 于：用所述量測(cè)環(huán)節(jié)中采集獲得的所述母線無(wú)功功率信號(hào)Q和母線參考無(wú)功功率Q Mf做差， 得到對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率差值信號(hào)，將該無(wú)功功率差值信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié) 的依次處理，得到P軸電壓V p。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在 于：用所述量測(cè)環(huán)節(jié)中采集獲得的所述直流側(cè)電容電壓V d。和直流側(cè)電容電壓參考值Vdrarf 做差，得到對(duì)應(yīng)的電壓差值信號(hào)，將該電壓差值信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié)的 依次處理，得到P軸電流Ip。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在 于：用所述量測(cè)環(huán)節(jié)中采集獲得的所述母線電壓V s和母線電壓參考值VSMf做差，得到對(duì)應(yīng) 的電壓的差值信號(hào)，將該電壓差值信號(hào)進(jìn)行一階慣性環(huán)節(jié)和比例積分環(huán)節(jié)的依次處理，得 到輸出q軸電流I q。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在于： 所述比例諧振控制環(huán)節(jié)中的傳遞函數(shù)為GPK(s)， GPR⑷=尺。SS+t，氣， s" + 2mcjs + 其中：KPSi；為比例調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)；i為振蕩模態(tài)個(gè)數(shù)，i = 1,2,3, ···, n ;KKi為第i 個(gè)諧振調(diào)節(jié)器的諧振系數(shù)；ωΜ為第i個(gè)諧振調(diào)節(jié)器的諧振角頻率；為第i個(gè)諧振調(diào)節(jié) 器的截止角頻率，s為微分算子。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在于： 所述系統(tǒng)在振蕩模態(tài)i > 2時(shí)，所述比例諧振控制環(huán)節(jié)中采用多個(gè)并聯(lián)的諧振控制器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在于： 所述一階慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為Gin(s)， 其中：Ta為一階慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)，s為微分算子。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在于： 所述比例積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為GPI (S)， Opi(s) = Κρ Η--， s 其中：ΚΡ為比例系數(shù)，&為積分系數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制電力系統(tǒng)共振機(jī)理低頻振蕩的方法，其特征在于： 所述補(bǔ)償環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為Gc(s) G.(,)= l+7；.v \+T4s 其中：1\、T2、T3、T4為相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)。
【文檔編號(hào)】H02J3/24GK104300555SQ201410539730
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】黃俊輝, 揚(yáng)曉梅, 高正平, 蔣平, 馮雙 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 東南大學(xué)