针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法、装置及系统与流程

和ω2为权重系数。
14.本发明中的性能指标同时考虑到风电机组的输出功率偏差以及柔性直流送端的输出功率偏差，以使的遗传算法根据该性能指标表达式计算得到用于消除功率偏差的控制参数，从而利用阻尼控制器平抑次同步振荡。
15.进一步地，所述根据预设性能指标和所述输出功率偏差，采用遗传算法对所述海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数，具体为：
16.其中，所述阻尼控制器包括：海上风电机组的第一阻尼控制器和柔性直流送端的第二阻尼控制器；所述控制参数包括：所述第一阻尼控制器的第一控制参数和所述第二阻尼控制器的第二控制参数；
17.s1、初始化种群和代数后，将所述性能指标作为目标函数，并计算全部个体的适应度；
18.s2、当每个个体的适应度都为满足期望值时，执行步骤s3；当某个个体的适应度不满足期望值时，对每个个体依次进行选择、交叉运算和变异运算后，返回步骤s1；
19.s3、对每个个体进行解码，得到优化后的参数，从述优化后的参数中选取对应于所述第一阻尼控制器的第一控制参数以及对应于所述第二阻尼控制器的第二控制参数。
20.进一步地，所述输入所述输出功率偏差至所述阻尼控制器，以使所述阻尼控制器根据所述控制参数，对所述功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号，具体为：
21.其中，所述输出功率偏差包括：海上风电机组的第一输出功率偏差和柔性直流送端的第二输出功率偏差；所述阻尼控制器包括：海上风电机组的第一阻尼控制器和柔性直流送端的第二阻尼控制器；所述控制参数包括：所述第一阻尼控制器的第一控制参数和所述第二阻尼控制器的第二控制参数；
22.输入所述第一输出功率偏差至所述第一阻尼控制器，以使所述第一阻尼控制器根据所述第一输出功率偏差和第一控制参数，进行带通滤波和移相，得到第一控制信号；输入所述第二输出功率偏差至所述第二阻尼控制器，以使所述第二阻尼控制器根据所述第二输出功率偏差和第二控制参数，进行带通滤波和移相，得到第二控制信号。
23.进一步地，所述第一阻尼控制器根据所述第一输出功率偏差和第一控制参数，进行带通滤波和移相，得到第一控制信号，具体为：
24.其中，所述第一控制参数包括：第一增益参数、第一移相环节时间常数、第二移相环节时间常数；
25.所述第一阻尼控制器根据第一增益参数对所述第一输出功率偏差进行增益后，将所述第一输出功率偏差输入至带通滤波器，在预设带通范围下分离低频和次同步振荡模态，得到第一信号；
26.所述第一阻尼控制器根据第一控制参数，对所述第一信号进行相位补偿，得到第一控制信号；其中，所述相位补偿的表达式为：
27.(1+t1s)2/(1+t2s)2；
28.其中，t1和t2分别为所述第一移相环节时间常数和所述第二移相环节时间常数，s为拉普拉斯算子。
29.进一步地，所述第二阻尼控制器根据所述第二输出功率偏差和第二控制参数，进行带通滤波和移相，得到第二控制信号，具体为：
30.其中，所述第二控制参数包括：第二增益参数、第三移相环节时间常数、第四移相环节时间常数；
31.所述第二阻尼控制器根据第一增益参数对所述第一输出功率偏差进行增益后，将所述第一输出功率偏差输入至带通滤波器，在预设带通范围下分离低频和次同步振荡模态，得到第二信号；
32.所述第二阻尼控制器根据第二控制参数，对所述第二信号进行相位补偿，得到第二控制信号；其中，所述相位补偿的表达式为：
33.(1+t3s)2/(1+t4s)2；
34.其中，t3和t4分别为所述第三移相环节时间常数和所述第四移相环节时间常数，s为拉普拉斯算子。
35.本发明中的第一阻尼控制器和第二阻尼控制器分别根据优化后第一控制参数和第二控制参数，对第一输出功率偏差和第二输出功率偏差进行滤波、移相等处理，使得到的第一控制信号和第二控制信号可用于同时对风电机组和柔性直流送端进行有功功率调节，实现次同步振荡抑制。
36.进一步地，输入所述控制信号至所述海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节所述第一变流器的有功功率和所述第二变流器的有功功率，具体为：
37.输入所述第一控制信号至所述海上风电机组的第一变流器，改变所述第一变流器的直轴电流，以调节所述第一变流器的有功功率；输入所述第二控制信号至所述柔性直流送端的第二变流器，改变所述第二变流器的直轴电流，以调节所述第二变流器的有功功率。
38.本发明对变流器进行有功功率调节时，采用对变流器直轴电流的调节控制实现，从而更为快速的抑制次同步振荡。
39.进一步地，所述输出功率偏差为海上风电并网系统的本地信号。
40.本发明的输出功率偏差采用本地信号，保证更为及时进行处理并通过阻尼控制器调节变流器实现次同步振荡抑制。
41.另一方面，本发明实施例还提供了针对风电柔直外送的次同步振荡抑制装置，包括：信息获取模块、参数优化模块、信号生成模块和振荡抑制模块；
42.其中，所述信息获取模块用于获取海上风电并网系统的输出功率偏差；
43.所述参数优化模块用于根据预设性能指标和所述输出功率偏差，采用遗传算法对所述海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数；
44.所述信号生成模块用于输入所述输出功率偏差至所述阻尼控制器，以使所述阻尼控制器根据所述控制参数，对所述功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号；
45.所述振荡抑制模块用于输入所述控制信号至所述海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节所述第一变流器的有功功率和所述第二变流器的有功功率，直至消除系统输送功率的次同步振荡。
46.本发明根据风电场和柔性直流送端的输出功率偏差，结合遗传算法对阻尼控制器的控制参数进行优化，以使优化得到的控制信号对风电场和柔性直流送端的功率偏差进行消除，降低次同步振荡；此外，通过风电机组和柔性直流送端各自的阻尼控制器进行滤波移相得到各自的控制信号，除了对风电机组的有功功率进行控制外，还对柔性直流送端的有
功功率进行控制，协同消除输出功率偏差，实现对次同步振荡的抑制。
47.进一步地，本发明实施例还提供了针对风电柔直外送的次同步振荡抑制系统，包括：控制终端、第一阻尼控制器、第二阻尼控制器、风电场、第一mmc模块和第二mmc模块；
48.其中，所述控制终端用于执行如本发明实施例所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法；
49.所述风电场通过第一变压器与所述第一mmc模块的输入端连接；
50.所述第一阻尼控制器的输入端与所述风电场和所述第一变压器的连接点连接；
51.所述第一阻尼控制器的输出端与所述风电场连接；
52.所述第一mmc模块的输出正端与所述第二mmc模块输入端正端连接；
53.所述第一mmc模块的输出负端与所述第二mmc模块的输入负端连接；
54.所述第二阻尼控制器的输入端与所述第一mmc模块的输出正端和所述第二mmc模块的输入负端连接；
55.所述第二阻尼控制器的输出端与所述第一mmc模块连接；
56.所述第二mmc模块通过第二变压器与陆上交流系统连接。
57.本发明根据风电场和柔性直流送端的输出功率偏差，结合遗传算法对阻尼控制器的控制参数进行优化，以使优化得到的控制信号对风电场和柔性直流送端的功率偏差进行消除，降低次同步振荡；此外，通过风电机组和柔性直流送端各自的阻尼控制器进行滤波移相得到各自的控制信号，除了对风电机组的有功功率进行控制外，还对柔性直流送端的有功功率进行控制，协同消除输出功率偏差，实现对次同步振荡的抑制。
附图说明
58.图1为本发明提供的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法的一种实施例的流程示意图；
59.图2为本发明提供的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法的另一种实施例的流程示意图；
60.图3为本发明提供的阻尼控制器的处理过程图；
61.图4为本发明提供的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制装置的一种实施例的结构示意图；
62.图5为本发明提供的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制系统的一种实施例的结构示意图；
63.图6为本发明提供的输出功率对比图。
具体实施方式
64.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
65.请参照图1，为本发明提供的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法的一种实施例的流程示意图，包括步骤101-104，具体如下：
66.步骤101：获取海上风电并网系统的输出功率偏差。
67.在本实施例中，所述获取海上风电并网系统的输出功率偏差，具体为：获取海上风电机组的第一输出功率偏差和柔性直流送端的第二输出功率偏差。
68.步骤102：根据预设性能指标和所述输出功率偏差，采用遗传算法对所述海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数。
69.在本实施例中，所述预设性能指标的表达式为：
70.其中，所述输出功率偏差包括：海上风电机组的第一输出功率偏差和柔性直流送端的第二输出功率偏差；
[0071][0072]
其中，t为时间，δpf为所述第一输出功率偏差，δps为所述第二输出功率偏差，ω1和ω2为权重系数。
[0073]
在本实施例中，以时间乘平方和的积分作为性能指标，并选用遗传算法对风电机组和柔性直流送端的阻尼控制器进行参数优化。进行优化的参数包括：增益、移相环节时间常数。
[0074]
本发明中的性能指标同时考虑到风电机组的输出功率偏差以及柔性直流送端的输出功率偏差，以使的遗传算法根据该性能指标表达式计算得到用于消除功率偏差的控制参数，从而利用阻尼控制器平抑次同步振荡。
[0075]
在本实施例中，所述根据预设性能指标和所述输出功率偏差，采用遗传算法对所述海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数，具体为：
[0076]
在本实施例中，所述阻尼控制器包括：海上风电机组的第一阻尼控制器和柔性直流送端的第二阻尼控制器；所述控制参数包括：所述第一阻尼控制器的第一控制参数和所述第二阻尼控制器的第二控制参数。
[0077]
s1、初始化种群和代数后，将所述性能指标作为目标函数，并计算全部个体的适应度；
[0078]
s2、当每个个体的适应度都为满足期望值时，执行步骤s3；当某个个体的适应度不满足期望值时，对每个个体依次进行选择、交叉运算和变异运算后，返回步骤s1；
[0079]
s3、对每个个体进行解码，得到优化后的参数，从述优化后的参数中选取对应于所述第一阻尼控制器的第一控制参数以及对应于所述第二阻尼控制器的第二控制参数。
[0080]
请参照图2，为本发明提供的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法的另一种实施例的流程示意图，其中，所述s1具体包括：s201、仿真初始化，并将代数设置为1；s2、将个体数设置为1；s203、进行系统仿真；s204、计算目标函数和每个个体的适应度。所述s2具体包括：s205、判断全部个体的适应度是否计算完成，若是则执行步骤s206，否则执行步骤s214对下一个体进行适应度计算，以及步骤s215对阻尼控制器的参数进行设置；s206、判断每个个体是否满足算法收敛准则，即每个个体的适应度是否满足期望值，若是则执行s207，否则依次执行步骤s209，进行选择、步骤s210，进行交叉、步骤s211，进行变异、步骤s212，构建新种群、步骤s213，迭代次数加1，回到步骤s202。所述s3中的对每个个体进行解码，得到优化后的参数，具体为：s207、对每个个体进行解码；s208、输出解码结果，得到优化后的参数。此外，优化后得到的控制参数如下表所示：
[0081][0082]
步骤103：输入所述输出功率偏差至所述阻尼控制器，以使所述阻尼控制器根据所述控制参数，对所述功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号。
[0083]
在本实施例中，所述输入所述输出功率偏差至所述阻尼控制器，以使所述阻尼控制器根据所述控制参数，对所述功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号，具体为：其中，所述输出功率偏差包括：海上风电机组的第一输出功率偏差和柔性直流送端的第二输出功率偏差；所述阻尼控制器包括：海上风电机组的第一阻尼控制器和柔性直流送端的第二阻尼控制器；所述控制参数包括：所述第一阻尼控制器的第一控制参数和所述第二阻尼控制器的第二控制参数；输入所述第一输出功率偏差至所述第一阻尼控制器，以使所述第一阻尼控制器根据所述第一输出功率偏差和第一控制参数，进行带通滤波和移相，得到第一控制信号；输入所述第二输出功率偏差至所述第二阻尼控制器，以使所述第二阻尼控制器根据所述第二输出功率偏差和第二控制参数，进行带通滤波和移相，得到第二控制信号。
[0084]
在本实施例中，图3为本发明提供的阻尼控制器的处理过程图，其中以第一阻尼控制器的处理过程为例，其中，ks为第一增益参数；所述第一阻尼控制器根据所述第一输出功率偏差和第一控制参数，进行带通滤波和移相，得到第一控制信号，具体为：
[0085]
其中，所述第一控制参数包括：第一增益参数、第一移相环节时间常数、第二移相环节时间常数；所述第一阻尼控制器根据第一增益参数对所述第一输出功率偏差进行增益后，将所述第一输出功率偏差输入至带通滤波器，在预设带通范围下分离低频和次同步振荡模态，得到第一信号；所述第一阻尼控制器根据第一控制参数，对所述第一信号进行相位补偿，得到第一控制信号；其中，所述相位补偿的表达式为：
[0086]
(1+vs)2/(1+t2s)2；
[0087]
其中，t1和t2分别为所述第一移相环节时间常数和所述第二移相环节时间常数，s为拉普拉斯算子。
[0088]
在本实施例中，所述第二阻尼控制器根据所述第二输出功率偏差和第二控制参数，进行带通滤波和移相，得到第二控制信号，具体为：
[0089]
其中，所述第二控制参数包括：第二增益参数、第三移相环节时间常数、第四移相环节时间常数；所述第二阻尼控制器根据第一增益参数对所述第一输出功率偏差进行增益后，将所述第一输出功率偏差输入至带通滤波器，在预设带通范围下分离低频和次同步振荡模态，得到第二信号；所述第二阻尼控制器根据第二控制参数，对所述第二信号进行相位补偿，得到第二控制信号；其中，所述相位补偿的表达式为：
[0090]
(1+t3s)2/(1+t4s)2；
[0091]
其中，t3和t4分别为所述第三移相环节时间常数和所述第四移相环节时间常数，s为拉普拉斯算子。
[0092]
本发明中的第一阻尼控制器和第二阻尼控制器分别根据优化后第一控制参数和第二控制参数，对第一输出功率偏差和第二输出功率偏差进行滤波、移相等处理，使得到的第一控制信号和第二控制信号可用于同时对风电机组和柔性直流送端进行有功功率调节，实现次同步振荡抑制。
[0093]
在本实施例中，所述带通滤波器的传递函数为：
[0094][0095]
其中，ξ为阻尼系数，s为拉普拉斯算子，ω0为中心频率。
[0096]
在本实施例中，所述阻尼系数为6-7，优选为0.667。
[0097]
在本实施例中，所述中心频率为2*π*30。
[0098]
步骤104：输入所述控制信号至所述海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节所述第一变流器的有功功率和所述第二变流器的有功功率，直至消除系统输送功率的次同步振荡。
[0099]
在本实施例中，输入所述控制信号至所述海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节所述第一变流器的有功功率和所述第二变流器的有功功率，具体为：
[0100]
输入所述第一控制信号至所述海上风电机组的第一变流器，改变所述第一变流器的直轴电流，以调节所述第一变流器的有功功率；输入所述第二控制信号至所述柔性直流送端的第二变流器，改变所述第二变流器的直轴电流，以调节所述第二变流器的有功功率。
[0101]
本发明对变流器进行有功功率调节时，采用对变流器直轴电流的调节控制实现，从而更为快速的抑制次同步振荡。
[0102]
在本实施例中，所述输出功率偏差为海上风电并网系统的本地信号。其中，第一输出功率为海上风电机组的本地信号；第二输出功率为柔性直流送端的本地信号。
[0103]
本发明的输出功率偏差采用本地信号，保证更为及时进行处理并通过阻尼控制器调节变流器实现次同步振荡抑制。
[0104]
请参照图6，为本发明提供的输出功率对比图，从最终风电场次同步振荡抑制前后输出功率对比可以看出，使用本实施例对次同步振荡的抑制效果明显，增强了系统的稳定性。
[0105]
本发明中的海上风电机组的输出功率偏差对于风电机组，以及柔性直流送端输出功率偏差对于柔性直流送端控制器，均属于本地信号，避免了广域信号的传输延迟和干扰对附加阻尼控制器控制性能的影响。基于风电机组变流器和柔性直流送端变流器有功无功解耦控制，向两者变流器引入次同步振荡抑制分量，两者协同作用，消除次同步振荡对电力系统的影响，为海上风电经柔性直流外送系统抑制次同步振荡提供了一种方法，有效的增强了电力系统的稳定性。
[0106]
请参照图4，为本发明提供的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制装置的一种实施例的结构示意图，包括：信息获取模块301、参数优化模块302、信号生成模块303和振荡抑制模块304。
[0107]
在本实施例中，信息获取模块301用于获取海上风电并网系统的输出功率偏差。
[0108]
参数优化模块302用于根据预设性能指标和所述输出功率偏差，采用遗传算法对
所述海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数。
[0109]
信号生成模块303用于输入所述输出功率偏差至所述阻尼控制器，以使所述阻尼控制器根据所述控制参数，对所述功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号。
[0110]
信号生成模块303包括：第一信号生成单元和第二信号生成单元；其中，所述输出功率偏差包括：海上风电机组的第一输出功率偏差和柔性直流送端的第二输出功率偏差；所述阻尼控制器包括：海上风电机组的第一阻尼控制器和柔性直流送端的第二阻尼控制器；所述控制参数包括：所述第一阻尼控制器的第一控制参数和所述第二阻尼控制器的第二控制参数；所述第一信号生成单元用于输入所述第一输出功率偏差至所述第一阻尼控制器，以使所述第一阻尼控制器根据所述第一输出功率偏差和第一控制参数，进行带通滤波和移相，得到第一控制信号；所述第二信号生成单元用于输入所述第二输出功率偏差至所述第二阻尼控制器，以使所述第二阻尼控制器根据所述第二输出功率偏差和第二控制参数，进行带通滤波和移相，得到第二控制信号。
[0111]
振荡抑制模块304用于输入所述控制信号至所述海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节所述第一变流器的有功功率和所述第二变流器的有功功率，直至消除系统输送功率的次同步振荡。
[0112]
请参照图5，为本发明提供的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制系统的一种实施例的结构示意图其中，111-11n为风电场，针对风电柔直外送的次同步振荡抑制系统包括：控制终端、第一阻尼控制器15、第二阻尼控制器16、风电场、第一mmc模块12和第二mmc模块13；
[0113]
其中，所述控制终端用于执行如本发明实施例所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法；
[0114]
所述风电场通过第一变压器t1与所述第一mmc模块12的输入端连接；
[0115]
所述第一阻尼控制器15的输入端与所述风电场和所述第一变压器t1的连接点连接；
[0116]
所述第一阻尼控制器15的输出端与所述风电场连接；
[0117]
所述第一mmc模块12的输出正端与所述第二mmc模块13输入端正端连接；
[0118]
所述第一mmc模块12的输出负端与所述第二mmc模块13的输入负端连接；
[0119]
所述第二阻尼控制器16的输入端与所述第一mmc模块12的输出正端和所述第二mmc模块13的输入负端连接；
[0120]
所述第二阻尼控制器16的输出端与所述第一mmc模块12连接；
[0121]
所述第二mmc模块13通过第二变压器t2与陆上交流系统14连接。
[0122]
在本实施例中，在第一mmc模块的输出正端与第一mmc模块的输出负端之间连接有用于滤波的第一电容c1和第二电容c2；在第二mmc模块的输入正端与第二mmc模块的输入负端之间连接有用于滤波的第三电容c3和第四电容c4。
[0123]
本发明根据风电场和柔性直流送端的输出功率偏差，结合遗传算法对阻尼控制器的控制参数进行优化，以使优化得到的控制信号对风电场和柔性直流送端的功率偏差进行消除，降低次同步振荡；此外，通过风电机组和柔性直流送端各自的阻尼控制器进行滤波移相得到各自的控制信号，除了对风电机组的有功功率进行控制外，还对柔性直流送端的有功功率进行控制，协同消除输出功率偏差，实现对次同步振荡的抑制。
[0124]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法，其特征在于，包括：获取海上风电并网系统的输出功率偏差；根据预设性能指标和所述输出功率偏差，采用遗传算法对所述海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数；输入所述输出功率偏差至所述阻尼控制器，以使所述阻尼控制器根据所述控制参数，对所述功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号；输入所述控制信号至所述海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节所述第一变流器的有功功率和所述第二变流器的有功功率，直至消除系统输送功率的次同步振荡。2.如权利要求1所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述预设性能指标的表达式为：其中，所述输出功率偏差包括：海上风电机组的第一输出功率偏差和柔性直流送端的第二输出功率偏差；其中，t为时间，δp
f
为所述第一输出功率偏差，δp
s
为所述第二输出功率偏差，ω1和ω2为权重系数。3.如权利要求2所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述根据预设性能指标和所述输出功率偏差，采用遗传算法对所述海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数，具体为：其中，所述阻尼控制器包括：海上风电机组的第一阻尼控制器和柔性直流送端的第二阻尼控制器；所述控制参数包括：所述第一阻尼控制器的第一控制参数和所述第二阻尼控制器的第二控制参数；s1、初始化种群和代数后，将所述性能指标作为目标函数，并计算全部个体的适应度；s2、当每个个体的适应度都为满足期望值时，执行步骤s3；当某个个体的适应度不满足期望值时，对每个个体依次进行选择、交叉运算和变异运算后，返回步骤s1；s3、对每个个体进行解码，得到优化后的参数，从述优化后的参数中选取对应于所述第一阻尼控制器的第一控制参数以及对应于所述第二阻尼控制器的第二控制参数。4.如权利要求1所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述输入所述输出功率偏差至所述阻尼控制器，以使所述阻尼控制器根据所述控制参数，对所述功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号，具体为：其中，所述输出功率偏差包括：海上风电机组的第一输出功率偏差和柔性直流送端的第二输出功率偏差；所述阻尼控制器包括：海上风电机组的第一阻尼控制器和柔性直流送端的第二阻尼控制器；所述控制参数包括：所述第一阻尼控制器的第一控制参数和所述第二阻尼控制器的第二控制参数；输入所述第一输出功率偏差至所述第一阻尼控制器，以使所述第一阻尼控制器根据所述第一输出功率偏差和第一控制参数，进行带通滤波和移相，得到第一控制信号；输入所述第二输出功率偏差至所述第二阻尼控制器，以使所述第二阻尼控制器根据所述第二输出功率偏差和第二控制参数，进行带通滤波和移相，得到第二控制信号。
5.如权利要求4所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述第一阻尼控制器根据所述第一输出功率偏差和第一控制参数，进行带通滤波和移相，得到第一控制信号，具体为：其中，所述第一控制参数包括：第一增益参数、第一移相环节时间常数、第二移相环节时间常数；所述第一阻尼控制器根据第一增益参数对所述第一输出功率偏差进行增益后，将所述第一输出功率偏差输入至带通滤波器，在预设带通范围下分离低频和次同步振荡模态，得到第一信号；所述第一阻尼控制器根据第一控制参数，对所述第一信号进行相位补偿，得到第一控制信号；其中，所述相位补偿的表达式为：(1+t1s)2/(1+t2s)2；其中，t1和t2分别为所述第一移相环节时间常数和所述第二移相环节时间常数，s为拉普拉斯算子。6.如权利要求4所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述第二阻尼控制器根据所述第二输出功率偏差和第二控制参数，进行带通滤波和移相，得到第二控制信号，具体为：其中，所述第二控制参数包括：第二增益参数、第三移相环节时间常数、第四移相环节时间常数；所述第二阻尼控制器根据第一增益参数对所述第一输出功率偏差进行增益后，将所述第一输出功率偏差输入至带通滤波器，在预设带通范围下分离低频和次同步振荡模态，得到第二信号；所述第二阻尼控制器根据第二控制参数，对所述第二信号进行相位补偿，得到第二控制信号；其中，所述相位补偿的表达式为：(1+t3s)2/(1+t4s)2；其中，t3和t4分别为所述第三移相环节时间常数和所述第四移相环节时间常数，s为拉普拉斯算子。7.如权利要求4所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述输入所述控制信号至所述海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节所述第一变流器的有功功率和所述第二变流器的有功功率，具体为：输入所述第一控制信号至所述海上风电机组的第一变流器，改变所述第一变流器的直轴电流，以调节所述第一变流器的有功功率；输入所述第二控制信号至所述柔性直流送端的第二变流器，改变所述第二变流器的直轴电流，以调节所述第二变流器的有功功率。8.如权利要求1-7任意一项所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述输出功率偏差为海上风电并网系统的本地信号。9.一种针对风电柔直外送的次同步振荡抑制装置，其特征在于，包括：信息获取模块、参数优化模块、信号生成模块和振荡抑制模块；其中，所述信息获取模块用于获取海上风电并网系统的输出功率偏差；所述参数优化模块用于根据预设性能指标和所述输出功率偏差，采用遗传算法对所述海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数；
所述信号生成模块用于输入所述输出功率偏差至所述阻尼控制器，以使所述阻尼控制器根据所述控制参数，对所述功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号；所述振荡抑制模块用于输入所述控制信号至所述海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节所述第一变流器的有功功率和所述第二变流器的有功功率，直至消除系统输送功率的次同步振荡。10.一种针对风电柔直外送的次同步振荡抑制系统，其特征在于，包括：控制终端、第一阻尼控制器、第二阻尼控制器、风电场、第一mmc模块和第二mmc模块；其中，所述控制终端用于执行如权利要求1-8任意一项所述的针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法；所述风电场通过第一变压器与所述第一mmc模块的输入端连接；所述第一阻尼控制器的输入端与所述风电场和所述第一变压器的连接点连接；所述第一阻尼控制器的输出端与所述风电场连接；所述第一mmc模块的输出正端与所述第二mmc模块输入端正端连接；所述第一mmc模块的输出负端与所述第二mmc模块的输入负端连接；所述第二阻尼控制器的输入端与所述第一mmc模块的输出正端和所述第二mmc模块的输入负端连接；所述第二阻尼控制器的输出端与所述第一mmc模块连接；所述第二mmc模块通过第二变压器与陆上交流系统连接。

技术总结
本发明公开了一种针对风电柔直外送的次同步振荡抑制方法、装置及系统，该方法包括：获取海上风电并网系统的输出功率偏差；根据预设性能指标和输出功率偏差，采用遗传算法对海上风电并网系统的阻尼控制器进行参数优化，得到控制参数；输入输出功率偏差至阻尼控制器，以使阻尼控制器根据控制参数，对功率偏差进行带通滤波和移相，得到控制信号；输入控制信号至海上风电并网系统中的风电机组的第一变流器和柔性直流送端的第二变流器，调节第一变流器的有功功率和第二变流器的有功功率，直至消除系统输送功率的次同步振荡。采用本发明实施例，可利用优化后得到的控制参数对风电机组和柔性直流送端的变流器进行有功功率调节，实现次同步震荡抑制。次同步震荡抑制。次同步震荡抑制。


技术研发人员：雷翔胜 王彦峰 王兴华 余梦泽 朱文卫 郭金根 潘柏崇 吴小蕙 车伟娴 许成昊 董晗拓 杨帆 刘寒轩
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/25