專利名稱：基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)組抑制次同步振蕩的方法，特別是一種采用全控型變流
器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，超高壓、遠(yuǎn)距離輸電線路和大容量發(fā)電機(jī)組的投入運(yùn)行，以及為了提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸電能力而采取的線路串聯(lián)電容補(bǔ)償和直流輸電等措施，除了伴隨而來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)效益外，也給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了新的問(wèn)題，電力系統(tǒng)次同步振蕩就是其問(wèn)題之一。串聯(lián)電容補(bǔ)償可能會(huì)引起電力系統(tǒng)的次同步諧振，進(jìn)而造成汽輪發(fā)電機(jī)組的軸系損壞。次同步振蕩會(huì)造成由扭轉(zhuǎn)應(yīng)力使軸系損壞。軸系損壞可以由長(zhǎng)時(shí)間的低幅值扭振積累所致，也可由短時(shí)間的高幅值扭振所致。
目前，針對(duì)次同步諧振問(wèn)題解決方法已有多種，如晶閘管控制串聯(lián)電容器(TCSC)、 NGH阻尼器、附加勵(lì)磁阻尼控制(SEDC)、靜止無(wú)功補(bǔ)償(SVC)和阻塞濾波器(BF)等。但這些解決方法并不成熟，基本上還停留在理論研究階段，在實(shí)際系統(tǒng)的應(yīng)用并不多。 靜止無(wú)功補(bǔ)償(SVC)作為一項(xiàng)成熟技術(shù)，在抑制次同步振蕩方面有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，成本低廉等優(yōu)勢(shì)。是IEEE次同步諧振工作組推薦的緩解次同步振蕩的措施之一。但仍然存在一些不足 l)SVC設(shè)備為半控型變流器件，需要加裝FC與之配合才具有從容性到感性連續(xù)可調(diào)。同時(shí)，F(xiàn)C需要濾除SVC自身產(chǎn)生的各次諧波分量，且有安裝容量大，占地空間大等缺點(diǎn)。 2)—般而言，SVC加裝FC后，SVC的補(bǔ)償范圍一般在0 +100%，補(bǔ)償范圍小。 3)SVC是一種無(wú)源的解決方法，其輸出補(bǔ)償電流與電網(wǎng)電壓成正比。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生次同步振蕩時(shí)，電網(wǎng)電壓變化較大，在電壓波谷時(shí)SVC抑制次同步振蕩的能力大大削弱。 目前，在國(guó)內(nèi)外采用全控型變流器件的靜止無(wú)功發(fā)生器SVG(StaticVarGenerator)技術(shù)抑制次同步振蕩還屬空白，因此，針對(duì)大型發(fā)電廠的多臺(tái)發(fā)電機(jī)組開(kāi)發(fā)抑制次同步振蕩問(wèn)題的SVG解決方案，具有很強(qiáng)的可實(shí)施性和可操作性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，該方法采用SVG結(jié)構(gòu)，采用全控型變流器件，能夠有效抑制電網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩問(wèn)題，且響應(yīng)速度快，跟蹤精度高，可大大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，該方法以發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號(hào)的變化量為控制量，將該轉(zhuǎn)速信號(hào)變化量經(jīng)控制器進(jìn)行濾波、移相、比例放大、運(yùn)算處理，得到以電壓同步信號(hào)為基準(zhǔn)控制變流功率單元的控制信號(hào)，使全控型變流裝置產(chǎn)生次同步模態(tài)調(diào)制電流，該電流經(jīng)功率傳輸單元影響發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，達(dá)到抑制發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的目的。 所述的全控型變流裝置為降壓型兩電平功率單元并聯(lián)型SVG結(jié)構(gòu)、或降壓型三電平功率單元并聯(lián)型SVG結(jié)構(gòu)。 所述的全控型變流裝置為降壓型A型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)、或降壓型Y型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)。所述的全控型變流裝置為降壓型MMC型SVG結(jié)構(gòu)、或降壓型多重化SVG結(jié)構(gòu)。 所述的全控型變流裝置為非降壓型器件串聯(lián)型兩電平SVG結(jié)構(gòu)、或非降壓型器件串聯(lián)型三電平SVG結(jié)構(gòu)。 所述的全控型變流裝置為直掛式A型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)、直掛式Y(jié)型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)、或直掛式MMC型SVG結(jié)構(gòu)。 所述的控制器包括多個(gè)信號(hào)處理子單元和主控子單元，每個(gè)信號(hào)處理子單元包括濾波模塊、移相模塊、比例放大模塊、運(yùn)算模塊，主控子單元完成對(duì)全控型器件的控制； 所述的濾波模塊包括低通、高通濾波器和對(duì)各個(gè)次同步模態(tài)信號(hào)分別進(jìn)行濾波的帶通濾波器，用來(lái)將轉(zhuǎn)速信號(hào)的變化量經(jīng)過(guò)低通、高通濾波器濾掉低頻、高頻，再經(jīng)過(guò)帶通濾波器進(jìn)行處理，得到次同步模態(tài)分量； 所述的移相模塊用來(lái)接收濾波單元輸出的次同步模態(tài)信號(hào)，將次同步模態(tài)信號(hào)進(jìn)行相位矯正； 所述的比例模塊用來(lái)將移相處理的次同步模態(tài)信號(hào)進(jìn)行比例放大處理； 所述的運(yùn)算模塊用來(lái)將移相、比例處理后的次同步模態(tài)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和處理
得到綜合控制量；將此控制量通過(guò)函數(shù)運(yùn)算變?yōu)槿匦妥兞餮b置的控制信號(hào)。所述的全控型變流裝置所采用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件可為IGBT、 GTO、 IGCT、 IEGT
或其它全控型開(kāi)關(guān)器件。 該方法所采用的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制裝置可為一臺(tái)或多臺(tái)，進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。 該方法所采用的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制裝置可抑制一臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)組的次同步振蕩。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
1)響應(yīng)速度快 基于全控型器件變流裝置的顯著特點(diǎn)就是響應(yīng)速度快。其主要原因是，可以根據(jù)需要對(duì)全控型器件(GTO、 IGBT、 IGCT、 IEGT等)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行任意控制。而且，器件的開(kāi)關(guān)頻率或等效開(kāi)關(guān)頻率往往較高， 一般每個(gè)工頻周期的開(kāi)關(guān)次數(shù)可以從幾次到幾十次。因此，基于全控型器件變流裝置的系統(tǒng)響應(yīng)速度比SVC快幾倍。
2)跟蹤精度高 基于全控型器件變流裝置的可以采用脈寬調(diào)制或堆波等方式進(jìn)行控制，加上其
5開(kāi)關(guān)頻率較高，就可以在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期對(duì)系統(tǒng)輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，系統(tǒng)還可以采用比較復(fù)雜的算法和控制方法，使得系統(tǒng)的跟蹤精度大大提高。也就是說(shuō)，基于全控型器件變流裝置可以對(duì)系統(tǒng)的低頻振蕩、次同步振蕩等多個(gè)頻帶的電能質(zhì)量問(wèn)題同時(shí)進(jìn)行綜合治理。 3)無(wú)需加裝FC SVC型設(shè)備為半控型變流器件，需要加裝FC與之配合才具有從容性到感性連續(xù)可調(diào)。同時(shí)，F(xiàn)C需要濾除SVC自身產(chǎn)生的各次諧波分量，且有安裝容量大，占地空間大等缺點(diǎn)。 而基于全控型器件變流裝置只產(chǎn)生高頻諧波，不產(chǎn)生嚴(yán)重影響電能質(zhì)量的低次諧波，所以無(wú)需加裝濾波器，設(shè)備安裝容量小，占地面積小
4)補(bǔ)償范圍寬 —般而言，加裝FC后，SVC的補(bǔ)償范圍一般在0 +100X。而基于全控型器件變流裝置的補(bǔ)償范圍可達(dá)-100% +100%，給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供更強(qiáng)大的保障。
5)不受電壓影響 SVC是一種無(wú)源的解決方法，其輸出補(bǔ)償電流與電網(wǎng)電壓成正比。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生次同步振蕩時(shí)，電網(wǎng)電壓變化較大，在電壓波谷時(shí)SVC抑制次同步振蕩的能力大大削弱。 而基于全控型器件變流裝置是一種有源的解決方法，其輸出補(bǔ)償電流與電網(wǎng)電壓幾乎無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，當(dāng)電網(wǎng)電壓跌至額定電壓的30%時(shí)，基于全控型器件變流裝置還能夠輸出額定的電流，使得抑制次同步振蕩的能力大大加強(qiáng)。
6)有功調(diào)節(jié) 這是基于全控型器件變流裝置抑制次同步振蕩方案的另一巨大優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)電網(wǎng)處于穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，變流器可以吸收并儲(chǔ)存一定量的有功能量；當(dāng)次同步振蕩發(fā)生時(shí)，變流器就可以在發(fā)出無(wú)功抑制次同步振蕩的同時(shí)，向電網(wǎng)提供一定量的有功能量，快速抑制振蕩，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。 7)填補(bǔ)了利用全控型器件變流技術(shù)抑制次同步振蕩的技術(shù)空白，在抑制次同步振蕩方面有著控制方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。 8)每臺(tái)次同步振蕩抑制裝置可以同時(shí)抑制單臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)組的次同步振蕩。
9)兩臺(tái)控制器組成的兩臺(tái)次同步振蕩抑制裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組的次同步振蕩的抑制，當(dāng)一臺(tái)抑制次同步振蕩的裝置在檢修或故障時(shí)，仍可以保證發(fā)電機(jī)組次同步振蕩得到有效控制，不影響系統(tǒng)運(yùn)行。 10)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有多臺(tái)發(fā)電機(jī)組時(shí)，可以通過(guò)擴(kuò)展控制器的信號(hào)處理單元完成多機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集，其他控制器中的相關(guān)部件不變。


圖i是全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制的結(jié)構(gòu) 圖2是全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制的控制原理 圖3是采用間接電流控制方法(電壓法)時(shí)的SVG控制框 圖4是采用直接電流控制方法(電流法)時(shí)的SVG控制框 圖5是降壓型兩電平功率單元并聯(lián)型SVG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是降壓型三電平功率單元并聯(lián)型SVG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是降壓型A型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是降壓型Y型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是降壓型MMC型SVG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10是降壓型多重化SVG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11是非降壓型器件串聯(lián)型兩電平SVG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12是非降壓型器件串聯(lián)型三電平SVG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖13是直掛式A型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖14是直掛式Y(jié)型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)示意圖； 圖15是直掛式MMC型SVG結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，該方法以發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn) 速信號(hào)的變化量為控制量，將該轉(zhuǎn)速信號(hào)變化量經(jīng)控制器進(jìn)行濾波、移相、比例放大、 運(yùn)算處理，得到以電壓同步信號(hào)為基準(zhǔn)控制變流功率單元的控制信號(hào)，使全控型變流裝 置產(chǎn)生次同步模態(tài)調(diào)制電流，該電流經(jīng)功率傳輸單元影響發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，達(dá)到抑制發(fā) 電機(jī)組次同步振蕩的目的。 見(jiàn)圖1，基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其裝置包括測(cè)速 柜6、控制器7、靜止無(wú)功發(fā)生器SVG裝置4、降壓變壓器3，測(cè)速柜6與發(fā)電機(jī)1的輸 出端相連接，測(cè)速柜6另一端通過(guò)光纜連接控制器7，控制器另一端連接靜止無(wú)功發(fā)生器 SVG裝置4， SVG裝置4另一端經(jīng)由35kV母線連接降壓變壓器3，降壓變壓器3另一端 接500kV母線；35kV母線的電壓互感器PT 8及電流互感器CT 9接入控制器7的輸入端。 發(fā)電機(jī)1經(jīng)由20kV母線、升壓變壓器2與500kV母線相連。 根據(jù)用戶的需要，可在35kV母線上，增設(shè)FC電感電容裝置，或不加FC裝置。
見(jiàn)圖2，控制器包括多個(gè)信號(hào)處理子單元和主控子單元，每個(gè)信號(hào)處理子單元包 括濾波模塊、移相模塊、比例放大模塊、運(yùn)算模塊，主控子單元完成對(duì)全控型器件的控 制； 見(jiàn)圖1，發(fā)電機(jī)1的兩路轉(zhuǎn)速信號(hào)"al、 "bl接入測(cè)速柜6，測(cè)速柜6的兩路輸 出信號(hào)"—al、 "31用光纜接入控制器7，控制器7的控制信號(hào)接入全控型變流器件SVG 裝置4的信號(hào)輸入端，SVG裝置4經(jīng)由35kV母線、降壓變壓器3接入500KV母線。
見(jiàn)圖2，基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，控制方法包括以 下步驟 l)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集、與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速信號(hào)比較得到變化量；見(jiàn)圖l，測(cè)速柜將 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速電信號(hào)"al、 "bl轉(zhuǎn)換成高頻光信號(hào)"_al、 "_bl，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高頻光信號(hào) w_al、 "_bl由光電轉(zhuǎn)換器K1轉(zhuǎn)為電信號(hào)"al、 "bl， "al、 "bl與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速信號(hào)"O 經(jīng)比較器K2比較得到差值A(chǔ) "al、 A "bl ; 2)濾波；差值A(chǔ) "al、 A "bl經(jīng)過(guò)低通高通濾波器K3濾掉高頻低頻，再經(jīng)過(guò)
7帶通濾波器K4中的帶通濾波器1至帶通濾波器3進(jìn)行帶通濾波，得到次同步模態(tài)一，次 同步模態(tài)二，次同步模態(tài)三次同步模態(tài)分量信號(hào)； 3)相位矯正；上述次同步模態(tài)分量信號(hào)再分別過(guò)各自的移相模塊K5矯正相位， 4)比例放大；矯正相位后的信號(hào)再經(jīng)過(guò)比例放大模塊K6進(jìn)行增益比例放大； 5)運(yùn)算處理；經(jīng)矯正相位、比例放大的所有次同步模態(tài)分量經(jīng)求和單元K7求和
得到AWal的綜合控制量Bral、 AWbl的綜合控制量Brbl ;將綜合控制量ABral與綜
合控制量ABrbl經(jīng)求平均單元K8，得到兩個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)的綜合控制量； 6)上述綜合控制量經(jīng)函數(shù)F(br)K9變?yōu)镮GBT觸發(fā)時(shí)刻。控制器以PT信號(hào)為同
步信號(hào)控制IGBT觸發(fā)時(shí)刻，使得SVG裝置中流過(guò)由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)得到的次同步分量
調(diào)制的無(wú)功電流，最終影響發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到抑制次同步振蕩的目的。本實(shí)施例中，全控型變流器件為IGBT，還可為IGBT、 GTO、 IGCT、 IEGT或
其它全控型開(kāi)關(guān)器件。 SVG裝置包括降壓型和直掛式兩種類型，F(xiàn)C部分屬于可選部分。 此外，圖中的一支IGBT可以是單支開(kāi)關(guān)器件，也可以是多支IGBT的串聯(lián)或并聯(lián)。 圖3是采用間接電流控制方法(電壓法)時(shí)的SVG控制框圖。
圖4是采用直接電流控制方法(電流法)時(shí)的SVG控制框圖。
下面結(jié)合附圖敘述SVG裝置的具體結(jié)構(gòu)類型。 圖5是降壓型兩電平功率單元并聯(lián)型SVG結(jié)構(gòu)示意圖；功率單元每相由兩只反 并聯(lián)開(kāi)關(guān)器件IGBT1組成，二極管D1整流，整個(gè)功率模塊形成兩電平變流器功能。
降壓型兩電平功率單元并聯(lián)型SVG是由采用兩電平變流器的功率單元并聯(lián)，然 后通過(guò)變壓器Tl升至高壓并聯(lián)于電網(wǎng)上。降壓型兩電平功率單元并聯(lián)型SVG主要由功 率單元、控制單元、降壓變壓器組成。 圖6是降壓型三電平功率單元并聯(lián)型SVG結(jié)構(gòu)示意圖；功率單元每相由四只反 并聯(lián)開(kāi)關(guān)器件IGBT2組成，二極管D2鉗位，整個(gè)功率模塊形成三電平變流器功能。
降壓型三電平功率單元并聯(lián)型SVG是由采用二極管D2鉗位的三電平變流器的功 率單元并聯(lián)，然后通過(guò)變壓器T2升至高壓并聯(lián)于電網(wǎng)上。降壓型三電平功率單元并聯(lián)型 SVG主要由功率單元、控制單元、降壓變壓器組成。 圖7是降壓型A型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)示意圖；單項(xiàng)功率單元Al每相由四只反并聯(lián) 開(kāi)關(guān)器件IGBT3組成，二極管D3整流，整個(gè)功率模塊形成三電平變流器功能。
降壓型A型鏈?zhǔn)絊VG是由單項(xiàng)功率單元A1串聯(lián)到一定電壓等級(jí)，三相A接后 通過(guò)變壓器T3升至高壓并聯(lián)于電網(wǎng)上。降壓型A型鏈?zhǔn)絊VG主要由功率單元、控制單 元、降壓變壓器組成。 圖8是降壓型Y型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)示意圖；單項(xiàng)功率單元A2每相由四只反并聯(lián) 開(kāi)關(guān)器件IGBT4組成，二極管D4整流，整個(gè)功率模塊形成三電平變流器功能。
降壓型Y型鏈?zhǔn)絊VG是由單項(xiàng)功率單元A2串聯(lián)到一定電壓等級(jí)，三相Y接后 通過(guò)變壓器T4升至高壓并聯(lián)于電網(wǎng)上。降壓型Y型鏈?zhǔn)絊VG主要由功率單元、控制單 元、降壓變壓器組成。 圖9是降壓型MMC型SVG結(jié)構(gòu)示意圖；模塊化多電平變流器(ModularMultilevel Converter)的簡(jiǎn)稱是MMC型變流器。MMC型變流器與三相橋式變流器類似。 每個(gè)橋臂由IGBT5組成的多個(gè)單相半橋A3串聯(lián)組成，每個(gè)橋臂中點(diǎn)經(jīng)電抗器L1后接入 降壓變壓器T5 二次側(cè)。 圖10是降壓型多重化SVG結(jié)構(gòu)示意圖；降壓型多重化SVG由多個(gè)變壓器Tl、 T2……Tn組成，其中，所有變流器10可以共用一個(gè)或多個(gè)直流電容C，也可以單獨(dú)配置 電容，電容的作用是給變流器提供正常工作所需的直流電壓。變流器io通常由具有公共 直流母線的三個(gè)單相H橋構(gòu)成，每個(gè)H橋的輸出接至變壓器的低壓側(cè)。在各個(gè)變壓器的 高壓側(cè)，對(duì)應(yīng)的各相串聯(lián)后并入系統(tǒng)。此外，為消去變流器產(chǎn)生的低次諧波對(duì)電網(wǎng)造成 的影響，通常采用變壓器原副邊移相的方法，如Y/Y連接，或Y/A連接(如圖10)。
圖ll是非降壓型器件串聯(lián)型兩電平SVG結(jié)構(gòu)示意圖；非降壓型器件串聯(lián)型兩電 平SVG是由功率器件IGBT6先串聯(lián)形成高壓功率單元A4，然后這些功率器件串聯(lián)的高 壓功率單元A4再構(gòu)成兩電平輸出接入電網(wǎng)。非降壓型器件串聯(lián)型兩電平SVG主要由功 率器件串聯(lián)單元、控制單元、接入電抗器組成。 圖12是非降壓型器件串聯(lián)型三電平SVG結(jié)構(gòu)示意圖；非降壓型器件串聯(lián)型三電 平SVG是由功率器件IGBT7先串聯(lián)形成高壓功率單元A5，然后這些功率器件串聯(lián)的高 壓功率單元A5再構(gòu)成三電平輸出接入電網(wǎng)。非降壓型器件串聯(lián)型三電平SVG主要由功 率器件串聯(lián)單元、控制單元、接入電抗器組成。 圖13是直掛式A型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)示意圖；單項(xiàng)功率單元A6每相由四只反并 聯(lián)開(kāi)關(guān)器件IGBT8組成，二極管D9整流，整個(gè)功率模塊形成三電平變流器功能。
直掛式A型鏈?zhǔn)絊VG是由單項(xiàng)功率單元A6直接串聯(lián)到高電壓等級(jí)，三相A接 后直接接入電網(wǎng)。直掛式A型鏈?zhǔn)絊VG主要由功率單元、控制單元、接入電抗器組成。
圖14是直掛式Y(jié)型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)示意圖；單項(xiàng)功率單元A7每相由四只反并聯(lián) 開(kāi)關(guān)器件IGBT9組成，二極管D10整流，整個(gè)功率模塊形成三電平變流器功能。
直掛式Y(jié)型鏈?zhǔn)絊VG是由單項(xiàng)功率單元A7直接串聯(lián)到高電壓等級(jí)，三相Y接 后直接接入電網(wǎng)。直掛式Y(jié)型鏈?zhǔn)絊VG主要由功率單元、控制單元、接入電抗器組成。
圖15是直掛式MMC型SVG結(jié)構(gòu)示意圖。MMC型變流器的每個(gè)橋臂由多個(gè)單 相半橋A8串聯(lián)組成，每個(gè)橋臂中點(diǎn)經(jīng)電抗器L2直接接入電網(wǎng)，不需降壓變壓器。
權(quán)利要求
基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其特征在于，該方法以發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號(hào)的變化量為控制量，將該轉(zhuǎn)速信號(hào)變化量經(jīng)控制器進(jìn)行濾波、移相、比例放大、運(yùn)算處理，得到以電壓同步信號(hào)為基準(zhǔn)控制變流功率單元的控制信號(hào)，使全控型變流裝置產(chǎn)生次同步模態(tài)調(diào)制電流，該電流經(jīng)功率傳輸單元影響發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，達(dá)到抑制發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其特 征在于，所述的全控型變流裝置為降壓型兩電平功率單元并聯(lián)型SVG結(jié)構(gòu)、或降壓型三 電平功率單元并聯(lián)型SVG結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其特 征在于，所述的全控型變流裝置為降壓型A型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)、或降壓型Y型鏈?zhǔn)絊VG 結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其 特征在于，所述的全控型變流裝置為降壓型MMC型SVG結(jié)構(gòu)、或降壓型多重化SVG結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其特 征在于，所述的全控型變流裝置為非降壓型器件串聯(lián)型兩電平SVG結(jié)構(gòu)、或非降壓型器 件串聯(lián)型三電平SVG結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其特 征在于，所述的全控型變流裝置為直掛式A型鏈?zhǔn)絊VG結(jié)構(gòu)、直掛式Y(jié)型鏈?zhǔn)絊VG結(jié) 構(gòu)、或直掛式MMC型SVG結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其特 征在于，所述的控制器包括多個(gè)信號(hào)處理子單元和主控子單元，每個(gè)信號(hào)處理子單元包 括濾波模塊、移相模塊、比例放大模塊、運(yùn)算模塊，主控子單元完成對(duì)全控型器件的控 制；所述的濾波模塊包括低通、高通濾波器和對(duì)各個(gè)次同步模態(tài)信號(hào)分別進(jìn)行濾波的帶 通濾波器，用來(lái)將轉(zhuǎn)速信號(hào)的變化量經(jīng)過(guò)低通、高通濾波器濾掉低頻、高頻，再經(jīng)過(guò)帶 通濾波器進(jìn)行處理，得到次同步模態(tài)分量；所述的移相模塊用來(lái)接收濾波單元輸出的次同步模態(tài)信號(hào)，將次同步模態(tài)信號(hào)進(jìn)行 相位矯正；所述的比例模塊用來(lái)將移相處理的次同步模態(tài)信號(hào)進(jìn)行比例放大處理； 所述的運(yùn)算模塊用來(lái)將移相、比例處理后的次同步模態(tài)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和處理得到 綜合控制量；將此控制量通過(guò)函數(shù)運(yùn)算變?yōu)槿匦妥兞餮b置的控制信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任意一項(xiàng)所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振 蕩抑制方法，其特征在于，所述的全控型變流裝置所采用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件可為IGBT、 GTO、 IGCT、正GT或其它全控型開(kāi)關(guān)器件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其 特征在于，該方法所采用的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制裝置可為一臺(tái)或多臺(tái)，進(jìn)行冗余設(shè) 計(jì)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，其特征在于，該方法所采用的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制裝置可抑制一臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)組的 次同步振蕩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用全控型變流器件的發(fā)電機(jī)組次同步振蕩抑制方法，該方法以發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號(hào)的變化量為控制量，將該轉(zhuǎn)速信號(hào)變化量經(jīng)控制器進(jìn)行濾波、移相、比例放大、運(yùn)算處理，得到以電壓同步信號(hào)為基準(zhǔn)控制變流功率單元的控制信號(hào)，使全控型變流裝置產(chǎn)生次同步模態(tài)調(diào)制電流，該電流經(jīng)功率傳輸單元影響發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，達(dá)到抑制發(fā)電機(jī)組次同步振蕩的目的?？刂破靼ǘ鄠€(gè)信號(hào)處理子單元和主控子單元，每個(gè)信號(hào)處理子單元包括濾波模塊、移相模塊、比例放大模塊、運(yùn)算模塊，主控子單元完成對(duì)全控型器件的控制。該方法能夠有效抑制電網(wǎng)系統(tǒng)的次同步振蕩問(wèn)題，且響應(yīng)速度快，跟蹤精度高，可大大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號(hào)H02J3/01GK101692579SQ200910187648
公開(kāi)日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者丁雅麗, 付國(guó)良, 安萬(wàn)洙, 左強(qiáng), 張銀山, 李曠, 李海生, 焦東亮, 王飛義, 郭自勇 申請(qǐng)人:榮信電力電子股份有限公司