一種抑制次同步振蕩控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及抑制同步振蕩的技術，具體地，涉及一種抑制次同步振蕩控制系統。
【背景技術】
[0002]次同步振蕩是電力系統穩定問題之一，隨著世界各國電力系統的發展，特別是隨著我國高電壓、大容量、長距離交直流輸電的不斷建設和規模化可再生能源的并網發電，使得由傳統次同步振蕩帶來的新問題和新的次同步振蕩現象相繼出現，這給電力系統的穩定性研究又帶來了新的挑戰。例如，在大型火電機組集群經高壓直流輸電線路與交流混合的串聯補償線路送出時，可能引起頻繁超越發電機軸系累積閾值的收斂型次同步振蕩問題，進而造成汽輪發電機組的軸系損壞。
[0003]目前，許多交流輸電線路中采用了FSC (常規串聯電容補償器)+TCSC (可控串聯電容補償器)、在HVDC(高壓直流電)控制器中增設SSDC(次同步阻尼控制器)、在部分發電機組安裝SEDC(附加勵磁阻尼控制器)之后，系統的次同步振蕩趨于穩定和收斂。然而，從系統的實際運行記錄上來看，雖然以上抑制次同步振蕩的措施有針對性地限制了大擾動下的等幅和增幅次同步振蕩，但仍存在著明顯的小擾動和直流功率快速調節引起的頻繁超標的低幅次同步振蕩現象，而且隨著HVDC輸送功率的逐漸增大，這種長時間周期性疲勞累積形成的對機組軸系運行壽命的影響不容忽視。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種抑制次同步振蕩控制系統，用于解決有效抑制火電機組軸系同步振蕩的問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種抑制次同步振蕩控制系統，該系統包括:轉速測速設備，與發電機連接，用于測量所述發電機的轉速；電氣量傳感器，連接至與所述發電機出口連接的降壓變壓器的二次側，用于測量該降壓變壓器的二次側的電氣量；控制保護設備，與所述轉速測速設備和所述電氣量傳感器連接，用于根據所測量的發電機的轉速和所述電氣量計算得到電流補償控制信號；以及電流源裝置，與所述控制保護設備連接，并連接至所述降壓變壓器的二次側，在所述電流補償控制信號的控制下向所述降壓變壓器輸出相應的無功電流。
[0006]優選地，所述控制保護設備包括:系統控制器，與所述轉速測速設備連接，用于根據所測量的發電機的轉速得到無功給定輸入；以及裝置控制器，連接至所述系統控制器，并與所述電氣量傳感器連接，用于根據所述無功給定輸入和所述電氣量計算得到電流補償控制信號。
[0007]優選地，所述系統控制器包括:差值計算模塊，與所述轉速測速設備連接，用于將所測量的發電機的轉速與預定轉速求差，得到轉速偏差值；模態濾波器，與所述差值計算模塊連接，用于對所述轉速偏差值進行過濾；以及比例移相器，與所述模態濾波器連接，用于將過濾得到的轉速偏差值對應成相應控制的電氣量，以作為所述無功給定輸入。
[0008]優選地，所述電流源裝置包括:換流鏈，與所述控制保護設備連接，在所述電流補償控制信號的控制下輸出相應的無功電流；以及連接電抗器，與所述換流鏈連接，用于對所述無功電流進行過濾并向所述降壓變壓器輸出過濾后的無功電流。
[0009]優選地，該系統還包括:水冷系統，與所述控制保護設備連接，該水冷系統在所述控制保護設備的控制下，在所述換流鏈運行過程中對所述換流鏈進行冷卻。
[0010]優選地，所述降壓變壓器用廠用變壓器替換。
[0011]通過上述技術方案，本實用新型根據通過發電機的轉速和與發電機出口連接的降壓變壓器的二次側的電氣量計算得到的電流補償控制信號來向降壓變壓器輸出相應的無功電流，從而有效抑制火電機組軸系的次同步振蕩，保證機組穩定運行，并且可以有效避免明顯的小擾動和直流功率快速調節引起的頻繁超標的低幅次同步振蕩。
[0012]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】
[0013]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:
[0014]圖1是本實用新型提供的抑制次同步振蕩控制系統的框圖；
[0015]圖2是本實用新型提供的系統控制器的框圖；
[0016]圖3是本實用新型【具體實施方式】提供的系統控制器的框圖；
[0017]圖4是本實用新型提供的換流鏈的基本結構圖；
[0018]圖5是本實用新型提供的抑制次同步振蕩的系統結構圖；以及
[0019]圖6是本實用新型提供的抑制次同步振蕩控制方法的流程圖。
[0020]附圖標記說明
[0021]1轉速測速設備2發電機
[0022]3電氣量傳感器4降壓變壓器
[0023]5控制保護設備6換流鏈
[0024]7連接電抗器8水冷系統
【具體實施方式】
[0025]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。
[0026]圖1是本實用新型提供的抑制次同步振蕩控制系統的框圖，如圖1所示，該系統包括轉速測速設備、電氣量傳感器、控制保護設備和電流源裝置。轉速測速設備與發電機連接，用于測量所述發電機的轉速。電氣量傳感器連接至與發電機出口連接的降壓變壓器的二次側，用于測量該降壓變壓器的二次側的電氣量。控制保護設備與轉速測速設備和電氣量傳感器連接，用于根據所測量的發電機的轉速和電氣量計算得到電流補償控制信號。電流源裝置與控制保護設備連接，并連接至降壓變壓器的二次側，在電流補償控制信號的控制下向所壓變壓器輸出相應的無功電流。
[0027]其中，電氣量包括降壓變壓器的二次側的電壓和電流。轉速測速設備的主要功能就是測量發電機的轉速，并將轉速信號轉換為光信號，以便通過光纜傳輸至控制保護設備，然而，轉速測試設備的這種功能為常規技術，為了便于對本實用新型整體的理解，本實用新型將任何形式的轉速信號均稱為轉速。當然，在通過轉速板卡測量一路轉速傳感器輸入信號，可以輸出兩路完全相同的光轉速信號，以分配到不同的控制設備使用，其中，每一路光轉速信號均可以包括兩個光信號，一個光信號(W信號)包含轉速信息，即轉速信號，另一個光信號(M信號)包含轉速測量、轉換及其傳送的狀態信息，即設備和光纜監視信息。轉速板卡可以放置在發電機旁邊的轉速柜內，可以通過航空插頭接入轉速探頭發出的電轉速信號。輸出的光轉速信號通過FC(光纖信道)頭單模光纖連接到單模多模光纖轉接板，該轉接板進行光信號的單模多模轉化，輸出多模光纖信號，通過ST接頭接入專用的測速板，測速板采集轉速信號信息，最后送入控制保護設備。
[0028]以上控制保護設備包括系統控制器和裝置控制器。系統控制器與轉速測速設備連接，用于根據所測量的發電機的轉速得到無功給定輸入，裝置控制器連接至系統控制器，并與電氣量傳感器連接，用于根據無功給定輸入和電氣量計算得到電流補償控制信號。
[0029]這里裝置控制器可以通過dq解耦控制來實現的，對于dq解耦控制為本領域的公知常識，于此不予贅述，相應地，為了簡化本說明書的描述，對于通過dq解耦控制來根據系統控制器輸出的無功給定輸入和降壓變壓器的二次側的電氣量計算得到電流補償控制信號的過程不予贅述。
[0030]下面對系統控制器進行詳細闡述。圖2是本實用新型提供的系統控制器的框圖，如圖2所示，系統控制器包括差值計算模塊、模態濾波器和比例移相器。差值計算模塊與轉速測速設備連接，用于將所測量的發電機的轉速與預定轉速求差，得到轉速偏差值。模態濾波器與差值計算模塊連接，用