前兩年我在某風(fēng)電基地參與過一次故障分析時(shí)間點(diǎn)是在深夜負(fù)荷低谷后臺(tái)錄波上的一組雙饋風(fēng)機(jī)有功功率曲線突然出現(xiàn)周期性起伏波動(dòng)頻率大概在二十幾赫茲幅度越來越大緊接著機(jī)組報(bào)出振蕩保護(hù)動(dòng)作接連跳閘。這種場(chǎng)景對(duì)做風(fēng)電并網(wǎng)的人并不陌生——大規(guī)模雙饋風(fēng)機(jī)接入相對(duì)薄弱的電網(wǎng)后次同步振蕩一直是繞不開的坎而這次我們要解決的問題就是怎么在不換硬件的前提下用轉(zhuǎn)子側(cè)附加阻尼控制SDC把這個(gè)振蕩壓下去。今天這篇先講清楚機(jī)理、控制結(jié)構(gòu)、參數(shù)整定方法以及在現(xiàn)場(chǎng)落地時(shí)會(huì)踩到的那些坑。1. 次同步振蕩從哪來:雙饋風(fēng)機(jī)天生敏感,弱電網(wǎng)下更明顯1.1 現(xiàn)場(chǎng)印象:振蕩不是一次性故障,而是一類反復(fù)出現(xiàn)的異常那次現(xiàn)場(chǎng)故障最大的特點(diǎn)是“沒有明顯的外部擾動(dòng)”。沒有短路、沒有雷擊、沒有重要負(fù)荷切換就是正常并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)組突然開始振蕩。振蕩初期只有少數(shù)幾臺(tái)機(jī)組的功率波動(dòng)像水面上的小漣漪但是十幾秒以后同一饋線上的機(jī)組開始跟著一起波動(dòng)幅度甚至超過額定有功的百分之十幾。錄波上最明顯的一個(gè)頻率分量就是次同步頻段大約在20到35赫茲之間波動(dòng)這個(gè)區(qū)間既不是工頻50赫茲也不是機(jī)組的正常轉(zhuǎn)速頻率而是電網(wǎng)和風(fēng)電機(jī)組控制回路耦合出來的一個(gè)新頻率。這種工況最大的風(fēng)險(xiǎn)在于振蕩如果不加遏制會(huì)持續(xù)放大。變流器過流、母線上電壓諧波增大、軸系扭轉(zhuǎn)應(yīng)力反復(fù)沖擊最嚴(yán)重的情況下機(jī)械部分會(huì)提前疲勞。我遇到過機(jī)組跳閘以后查變流器記錄IGBT模塊的過流峰值已經(jīng)接近保護(hù)定值上限再晚零點(diǎn)幾秒可能直接損壞。雙饋風(fēng)機(jī)和次同步振蕩的“緣分”來自它的結(jié)構(gòu)本身定子直接接電網(wǎng)轉(zhuǎn)子通過變流器勵(lì)磁轉(zhuǎn)子的功率可以在亞同步和超同步兩個(gè)區(qū)間雙向流動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)在正常工況下很靈活但當(dāng)電網(wǎng)強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)變流器和電網(wǎng)之間的耦合就會(huì)產(chǎn)生負(fù)阻尼特性給次同步頻段的振蕩提供了條件。1.2 機(jī)理拆解:負(fù)阻尼區(qū)間是怎么形成的要理解SDC為什么有效要先明白振蕩為什么會(huì)發(fā)散。電網(wǎng)側(cè)看進(jìn)去一個(gè)雙饋風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在某個(gè)頻段上可以等效成一個(gè)電阻和電抗串聯(lián)的阻抗模型。在工頻附近系統(tǒng)損耗是正的振蕩自然衰減但在部分次同步頻率上轉(zhuǎn)子變流器控制回路的動(dòng)態(tài)特性會(huì)讓等效電阻變成負(fù)值通俗地說這個(gè)小信號(hào)頻率上系統(tǒng)“不耗能反而供能”振蕩就會(huì)越晃越大。更嚴(yán)謹(jǐn)一點(diǎn)說雙饋風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)、轉(zhuǎn)速外環(huán)、鎖相環(huán)這幾個(gè)控制環(huán)節(jié)在次同步頻段各自都有一定的相位滯后。多個(gè)控制環(huán)路串聯(lián)、并聯(lián)疊加以后如果總體的相位關(guān)系滿足某個(gè)條件就會(huì)形成一個(gè)小信號(hào)負(fù)電阻。正常電網(wǎng)短路比高的時(shí)候電網(wǎng)自身的阻尼可以把這部分負(fù)電阻抵消掉一旦電網(wǎng)短路比下降或者線路中存在串聯(lián)補(bǔ)償電容這個(gè)負(fù)阻尼區(qū)間就可能和系統(tǒng)的電感電容諧振點(diǎn)撞在一起振蕩就跑出來了。所以問題的本質(zhì)不是“缺一個(gè)保護(hù)裝置”而是系統(tǒng)在某頻段上“阻尼不夠”。解決問題的思路無非兩條一是改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比如提高短路比或者加裝額外的無功補(bǔ)償/濾波設(shè)備二是在機(jī)組自身的控制里面注入一個(gè)附加阻尼通道把這個(gè)頻段上的負(fù)阻尼抵消掉。很明顯第二條路經(jīng)濟(jì)得多也快得多SDC就是走這條路。1.3 為什么選用轉(zhuǎn)子側(cè)附加阻尼控制市面上抑制次同步振蕩的手段不少風(fēng)電場(chǎng)的集中式動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置、網(wǎng)側(cè)的次同步濾波設(shè)備、機(jī)組定子側(cè)的電阻性阻尼等。每種方案都有價(jià)值但站在風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主的角度最實(shí)用的往往是直接在機(jī)組變流器里做文章——不用新增一次設(shè)備不用等設(shè)備招標(biāo)和接線只要修改控制策略、升級(jí)變流器控制程序就能生效。而轉(zhuǎn)子側(cè)附加阻尼控制是這個(gè)思路里最直接的一種。轉(zhuǎn)子側(cè)變流器直接控制轉(zhuǎn)子電流也就直接控制了電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。次同步振蕩本質(zhì)上伴隨著電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械轉(zhuǎn)速之間的能量交換如果能在轉(zhuǎn)子電流參考值上疊加上一個(gè)和振蕩分量相位配合好的修正量等同于給系統(tǒng)并聯(lián)了一個(gè)“虛擬阻尼電阻”把振蕩能量耗散掉。這個(gè)辦法不依賴額外的硬件響應(yīng)速度又是毫秒級(jí)的比風(fēng)機(jī)槳距角調(diào)節(jié)那種秒級(jí)動(dòng)作快得多也比改造電網(wǎng)快得多。2. 附加阻尼控制的信號(hào)鏈:從測(cè)量點(diǎn)到轉(zhuǎn)子電流指令2.1 控制結(jié)構(gòu):一個(gè)完整的SDC由哪幾塊拼起來一個(gè)實(shí)用的SDC并不復(fù)雜典型的信號(hào)鏈可以寫成這樣輸入信號(hào)提取選擇一個(gè)能反映次同步分量的量比如轉(zhuǎn)子電流、有功功率或轉(zhuǎn)速偏差送入帶通濾波器帶通濾波只讓次同步頻段比如5到45赫茲的信號(hào)通過把工頻分量、直流偏置和高頻噪聲都濾掉相位補(bǔ)償串聯(lián)一到兩級(jí)超前-滯后環(huán)節(jié)把信號(hào)相位校正到和振蕩抑制目標(biāo)相匹配的角度增益放大用一個(gè)可調(diào)增益K控制阻尼強(qiáng)度輸出限幅限制疊加量的大小保證不影響變流器的正常調(diào)制疊加執(zhí)行把處理后的信號(hào)加到轉(zhuǎn)子側(cè)有功電流參考值或電壓參考值上。整個(gè)回路本質(zhì)上就是一個(gè)“針對(duì)特定頻段的小反饋環(huán)”。它平時(shí)幾乎不動(dòng)作因?yàn)閹V波器把工頻和穩(wěn)態(tài)直流都濾掉了只有當(dāng)次同步頻段出現(xiàn)持續(xù)振蕩分量時(shí)它才會(huì)輸出一個(gè)修正信號(hào)。這也是它不干擾機(jī)組正常運(yùn)行的根本原因。2.2 輸入信號(hào)怎么選:轉(zhuǎn)速、功率還是轉(zhuǎn)子電流選輸入信號(hào)是第一個(gè)關(guān)鍵決策。理論上可以選轉(zhuǎn)速偏差、電磁功率、定子電流、轉(zhuǎn)子電流等但工程上要考慮“好不好測(cè)”“噪聲大不大”“相位滯后多不多”。我見過一些方案用轉(zhuǎn)速信號(hào)來觸發(fā)阻尼控制原理上說得通因?yàn)榇瓮秸袷帟?huì)帶動(dòng)軸系扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速上有對(duì)應(yīng)分量。但轉(zhuǎn)速測(cè)量依賴編碼器或測(cè)速齒輪分辨率有限而且機(jī)械環(huán)節(jié)本身的相位延遲大現(xiàn)場(chǎng)做相位補(bǔ)償很麻煩。用有功功率分量也可以功率變送器或控制內(nèi)部計(jì)算出的瞬時(shí)功率容易拿到但功率信號(hào)里包含電網(wǎng)頻率和轉(zhuǎn)子頻率的耦合關(guān)系在頻率辨識(shí)不準(zhǔn)的情況下容易引入誤差。從實(shí)際調(diào)試經(jīng)驗(yàn)看直接從轉(zhuǎn)子電流提取振蕩分量是最省事的路徑。轉(zhuǎn)子電流是變流器內(nèi)部控制本來就有的采樣量采樣率高、噪聲小、延時(shí)可控而且它和電磁轉(zhuǎn)矩有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。我們需要的阻尼控制最終要改變的是電磁轉(zhuǎn)矩那么最有效的反饋點(diǎn)就是把振蕩分量從轉(zhuǎn)子電流里抓出來經(jīng)過處理后反饋到轉(zhuǎn)子電流指令上形成一個(gè)“自洽”的閉環(huán)。2.3 輸出點(diǎn)為什么落在轉(zhuǎn)子電流參考選擇輸出點(diǎn)同樣有講究。雙饋風(fēng)機(jī)傳統(tǒng)的矢量控制結(jié)構(gòu)里轉(zhuǎn)子側(cè)變流器有兩個(gè)電流環(huán)一個(gè)通道控制有功/轉(zhuǎn)矩另一個(gè)通道控制無功/勵(lì)磁。次同步振蕩主要涉及有功功率和電磁轉(zhuǎn)矩的往復(fù)交換所以附加阻尼信號(hào)最好疊加在轉(zhuǎn)矩/有功通道的電流參考上。你可以把轉(zhuǎn)子電流指令想象成給變流器下達(dá)的“駕駛方向”正常運(yùn)行時(shí)有功電流指令決定機(jī)組發(fā)出多少功率電壓環(huán)或功率環(huán)在維持這個(gè)指令。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)次同步振蕩時(shí)如果我們?cè)谥噶钌席B加一個(gè)同頻但經(jīng)過相位補(bǔ)償?shù)男⌒盘?hào)電磁轉(zhuǎn)矩就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和轉(zhuǎn)速偏差方向相反的阻尼力矩相當(dāng)于給軸系裝了一個(gè)看不見的“剎車”。這個(gè)剎車不消耗額外功率只是把振蕩能量在轉(zhuǎn)子和電網(wǎng)之間轉(zhuǎn)移掉最終轉(zhuǎn)化成損耗。輸出點(diǎn)確定以后整個(gè)SDC的核心參數(shù)就剩下三個(gè)帶通濾波器的通帶、相位補(bǔ)償?shù)慕嵌群驮鲆鍷的取值。這三件事做好了控制器才會(huì)朝“增阻尼”的方向走否則不但無效甚至可能把負(fù)阻尼變得更強(qiáng)。2.4 一個(gè)容易忽視的問題:濾波器的時(shí)延很多人做仿真時(shí)會(huì)把SDC理想化認(rèn)為帶通濾波器和相位補(bǔ)償都是瞬時(shí)完成的結(jié)果一到現(xiàn)場(chǎng)就露餡。實(shí)際上數(shù)字變流器的采樣、濾波、PWM更新都有固有延時(shí)。帶通濾波器本身就會(huì)在目標(biāo)頻段引入相位滯后超前補(bǔ)償環(huán)節(jié)就是為了抵消這一部分。如果你的帶通濾波器階數(shù)太高相位滯后可能達(dá)到幾十度超前的補(bǔ)償范圍預(yù)估不足控制效果就會(huì)打折扣。我的習(xí)慣是先用仿真工具掃描出“從測(cè)量點(diǎn)到輸出疊加點(diǎn)的完整開環(huán)頻率特性”把采樣延時(shí)、計(jì)算延時(shí)、PWM延時(shí)全部考慮進(jìn)去然后再設(shè)計(jì)相位補(bǔ)償。絕對(duì)不要只看理想傳遞函數(shù)忽略離散化帶來的相位變化。次同步頻段本身處在PWM控制的邊際頻段延時(shí)影響比想象中大得多。3. 參數(shù)整定工程方法:相位補(bǔ)償、增益和限幅的取舍3.1 先確定目標(biāo)頻率帶寬一次次同步振蕩不會(huì)只有一個(gè)精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位的頻率它往往是一個(gè)帶。線路串聯(lián)補(bǔ)償度不同、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行機(jī)組數(shù)量不同諧振點(diǎn)會(huì)在一定范圍內(nèi)漂移。所以SDC首先要設(shè)計(jì)帶通濾波器把感興趣的頻段圈出來。工程上我一般建議把帶寬設(shè)定在5到45赫茲中心頻率可以根據(jù)主導(dǎo)振蕩模式調(diào)整。比如某條饋線實(shí)測(cè)振蕩頻率在27赫茲附近可以再串聯(lián)一組中心頻率在27赫茲左右的窄帶濾波器讓控制器對(duì)這個(gè)頻率更敏感。帶寬太窄頻率漂移超出范圍就失效帶寬太寬又容易放大測(cè)量噪聲還可能和相鄰的另一類振動(dòng)模式耦合。固定頻段加窄帶增強(qiáng)是比較穩(wěn)妥的做法。3.2 相位補(bǔ)償?shù)挠?jì)算路徑相位補(bǔ)償是SDC里最容易讓人暈的一步。先明確目標(biāo)讓附加阻尼輸出信號(hào)在目標(biāo)頻段上和系統(tǒng)原有的負(fù)阻尼路徑恰好反相。直觀地說機(jī)組本身有一個(gè)“放大器”在推動(dòng)振蕩SDC要造出一個(gè)“消音器”而這個(gè)消音器的聲音必須和振蕩節(jié)奏完全相反才能抵消掉。超前-滯后環(huán)節(jié)是最常用的補(bǔ)償器。以超前環(huán)節(jié)為例設(shè)補(bǔ)償器傳函為(1aTs)/(1Ts)a大于1時(shí)它在某個(gè)頻率處提供正的相位。最大相位補(bǔ)償量由參數(shù)a決定對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)由T決定。計(jì)算時(shí)先確定目標(biāo)補(bǔ)償角φ再用公式a(1sinφ)/(1?sinφ)在目標(biāo)頻率ω0下把時(shí)間常數(shù)定為T1/(ω0√a)。通常做兩級(jí)超前每級(jí)補(bǔ)償20到40度留一部分裕度別把補(bǔ)償角度頂?shù)綐O限否則參數(shù)輕微偏差就會(huì)讓相位特性反向。設(shè)計(jì)完以后必須看整體頻率特性。把SDC的傳遞函數(shù)乘以被控對(duì)象的傳遞函數(shù)畫出閉環(huán)根軌跡或頻域特性確認(rèn)在目標(biāo)頻段內(nèi)附加阻尼通道提供的相位滿足條件。這一步在做仿真時(shí)一定要做不能只憑感覺。3.3 增益K整定的“三步走”增益K是SDC的“油門”大小直接決定阻尼強(qiáng)度也是最容易出問題的參數(shù)。我的整定流程分三步第一步確定下限。在仿真里先輸入一個(gè)振蕩擾動(dòng)不加SDC錄下振蕩發(fā)散的速率估算出系統(tǒng)當(dāng)前在該頻段的負(fù)阻尼水平然后算出把負(fù)阻尼拉到正阻尼所需的最小增益。第二步確定上限。把K增大到一定程度后控制信號(hào)本身可能激發(fā)出新的振蕩尤其是和電流環(huán)帶寬接近時(shí)會(huì)引起高頻交互。所以在仿真里逐步加大K觀察輸出限幅是否頻繁動(dòng)作、電流諧波是否增大找到擊穿上限。第三步折中。取上下限之間的一個(gè)值一般留20%的衰減裕度再投入現(xiàn)場(chǎng)做實(shí)測(cè)微調(diào)。增益小了只是效果不明顯大了一旦極性或相位有一丁點(diǎn)問題后果就是振蕩加劇。我在實(shí)際項(xiàng)目中反復(fù)強(qiáng)調(diào)K的初始值寧可小不可大。3.4 輸出限幅和防飽和限幅看起來是個(gè)細(xì)節(jié)實(shí)際上決定SDC會(huì)不會(huì)“好心辦壞事”。正常并網(wǎng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流參考值由功率環(huán)給定SDC疊加量絕對(duì)不能篡奪主導(dǎo)權(quán)。一般我會(huì)把輸出限幅設(shè)在轉(zhuǎn)子電流額定值的5%到10%以內(nèi)讓SDC只管“糾偏”不管“指路”。限幅還有一層作用防止控制器飽和。如果限幅設(shè)置過寬控制器在大振蕩時(shí)輸出過大的電流修正轉(zhuǎn)子電流可能超過變流器允許值觸發(fā)過流保護(hù)直接切機(jī)那反而失去了抑制的意義。如果限幅經(jīng)常飽和說明SDC在大部分時(shí)間里都頂在極限上工作這不是正常狀態(tài)要么增益K太大要么振蕩源太強(qiáng)需要從其他層面配合治理。4. 仿真驗(yàn)證:從單機(jī)到風(fēng)電場(chǎng)模型,波形變化怎么看4.1 單機(jī)無窮大系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)振蕩在談現(xiàn)場(chǎng)之前所有SDC參數(shù)必須經(jīng)過仿真驗(yàn)證。第一步是用一個(gè)單機(jī)無窮大系統(tǒng)做“故障注入”測(cè)試一臺(tái)典型雙饋風(fēng)機(jī)經(jīng)過變壓器、線路阻抗接到等效無窮大母線線路模型里加入可調(diào)的串聯(lián)補(bǔ)償電容和弱電網(wǎng)阻抗讓系統(tǒng)存在次同步諧振條件。仿真里觸發(fā)振蕩的方式很簡(jiǎn)單不一定要做三相短路在線路阻抗上做一個(gè)階躍變化比如把電網(wǎng)等效阻抗突然增大幾個(gè)百分點(diǎn)就足以激發(fā)次同步振蕩。這時(shí)候如果SDC不投入你會(huì)看到電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電流和定子功率上出現(xiàn)持續(xù)的次同步分量而且幅度走勢(shì)向上這是負(fù)阻尼的典型表現(xiàn)。我見過不少剛接觸這個(gè)領(lǐng)域的人一上來就糾結(jié)要不要把風(fēng)機(jī)模型做得很精細(xì)。其實(shí)單機(jī)模型的價(jià)值在于快速驗(yàn)證“控制方向?qū)Σ粚?duì)”模型越簡(jiǎn)單越容易看清機(jī)理。先把單機(jī)調(diào)對(duì)了再做多機(jī)模型順序不能反。4.2 SDC投入前后的時(shí)域波形與頻譜分析單機(jī)模型調(diào)通后對(duì)比兩種工況SDC不投入和SDC投入。建議記錄幾個(gè)指標(biāo)振蕩分量電流幅值、衰減時(shí)間常數(shù)、軸系扭矩峰值。我以某1.5兆瓦機(jī)組仿真模型為例給出一個(gè)典型的對(duì)照結(jié)果指標(biāo)未投入SDC投入SDC次同步電流分量幅值標(biāo)幺值0.120.02以下振蕩衰減趨勢(shì)增幅振蕩約0.3秒內(nèi)快速衰減軸系扭矩最大沖擊1.4倍額定1.05倍額定這個(gè)表里的數(shù)值只是示例不同機(jī)型和線路參數(shù)會(huì)變但趨勢(shì)是明確的SDC投入后次同步分量不再是增長(zhǎng)的而是快速衰減。額外提醒一點(diǎn)不要只看時(shí)域波形覺得“差不多穩(wěn)了”一定要做頻譜分析看振蕩頻段和諧波分量的變化。因?yàn)闀r(shí)域上信號(hào)衰減可能被其他因素掩蓋而頻譜能把次同步分量單獨(dú)剝離出來驗(yàn)證它確實(shí)被抑制了。4.3 多機(jī)并聯(lián)模型中的振蕩模式變化單機(jī)仿真通過以后必須擴(kuò)展到風(fēng)電場(chǎng)模型。風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)十幾臺(tái)甚至幾十臺(tái)機(jī)組并聯(lián)在同一條集電線上每臺(tái)的轉(zhuǎn)速、風(fēng)電出力、槳距角都不一樣甚至變流器參數(shù)也有差異振蕩模式會(huì)發(fā)生本質(zhì)變化原來單機(jī)的一個(gè)振蕩模式可能變成多機(jī)共享的一個(gè)電氣振蕩模式也可能分裂出多個(gè)頻率相近的模態(tài)。多機(jī)仿真的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是并非每臺(tái)機(jī)組都要投入同樣參數(shù)的SDC。離集電線路末端近的機(jī)組感受到的振蕩分量更大控制效果對(duì)整體阻尼的貢獻(xiàn)更明顯而有些機(jī)組處在振蕩分量的節(jié)點(diǎn)上投入SDC的效果可能微乎其微。工程上常見的做法是讓全場(chǎng)機(jī)組統(tǒng)一配置SDC參數(shù)但根據(jù)仿真篩選出最敏感的幾臺(tái)機(jī)組優(yōu)先調(diào)試和驗(yàn)證。另一個(gè)問題是參數(shù)一致性。如果各機(jī)組SDC的相位補(bǔ)償參數(shù)不一致振蕩信號(hào)疊加時(shí)可能出現(xiàn)互相抵消甚至助振的情況。所以風(fēng)電場(chǎng)層面要規(guī)定一套統(tǒng)一的參數(shù)模板至少帶通濾波器和相位補(bǔ)償階段必須保持一致只允許增益K根據(jù)單機(jī)實(shí)際情況做小幅調(diào)整。5. 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施與調(diào)試:幾個(gè)特別值得注意的坑5.1 控制鏈路的靜態(tài)核對(duì):極性、限幅與旁路把SDC從仿真搬到真機(jī)第一步不是上電是靜態(tài)核對(duì)。先說極性這是最容易出大事故的點(diǎn)。阻尼控制如果極性接反負(fù)反饋會(huì)變成正反饋振蕩不但不衰減反而加劇。我在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)見過一次反振現(xiàn)象原因就是附加信號(hào)的符號(hào)取反K值還設(shè)得不小投入的瞬間振蕩幅度直線上升幸好限幅擋住了保護(hù)動(dòng)作按流程切機(jī)沒有造成設(shè)備損壞。所以第一次投入SDC時(shí)K值必須從正常值的十分之一開始加先確認(rèn)方向再談效果。限幅和旁路邏輯也要核對(duì)。SDC必須設(shè)計(jì)“旁路條件”變流器啟動(dòng)中、故障穿越期間、電網(wǎng)頻率越限、功率滿發(fā)接近過流限制時(shí)阻尼控制應(yīng)當(dāng)自動(dòng)退出或降低增益防止它干擾變流器的主保護(hù)邏輯。沒有旁路邏輯的SDC等于給變流器埋了一個(gè)隱性風(fēng)險(xiǎn)。5.2 錄波分析:用事件數(shù)據(jù)反向驗(yàn)證阻尼效果現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證不能只看控制器內(nèi)部標(biāo)志位要看錄波。機(jī)組控制器的錄波、風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的暫態(tài)錄波、電網(wǎng)側(cè)PMU數(shù)據(jù)三者的時(shí)間軸對(duì)齊以后才是判斷SDC效果的依據(jù)。操作上我推薦“退出-投入-再退出”的三段式驗(yàn)證在保證電網(wǎng)安全裕度的前提下先記錄SDC退出時(shí)的振蕩基線再投入SDC觀察振蕩衰減情況最后再短暫退出一兩次確認(rèn)振蕩確實(shí)會(huì)變差。這個(gè)過程不是為了折騰而是要證明振蕩的改善不是電網(wǎng)工況變化帶來的偶然現(xiàn)象而是SDC的真實(shí)效果?，F(xiàn)場(chǎng)做這種驗(yàn)證前一定要和調(diào)度溝通好選擇負(fù)荷較輕、擾動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)低的時(shí)段。5.3 保護(hù)配合:振蕩抑制不能讓位于保護(hù)動(dòng)作如果機(jī)組配置了專門的次同步振蕩保護(hù)SDC的響應(yīng)速度必須快于保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。否則就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)尷尬局面SDC正在賣力地衰減振蕩但保護(hù)定值先到了機(jī)組先跳閘了振蕩自然也就消失了——看起來問題解決了實(shí)際上是靠切機(jī)解決不是靠阻尼解決。理想的配合邏輯有兩種一種是SDC動(dòng)作的同時(shí)保護(hù)裝置延長(zhǎng)一點(diǎn)延時(shí)給阻尼控制留出時(shí)間窗口另一種是保護(hù)裝置能區(qū)分“正在衰減的振蕩”和“持續(xù)增長(zhǎng)的振蕩”只對(duì)后者動(dòng)作。如果現(xiàn)場(chǎng)條件不滿足寧可把振蕩保護(hù)的定值適當(dāng)放寬也要先保證阻尼控制有時(shí)間發(fā)揮作用。這里要強(qiáng)調(diào)的是不能用犧牲設(shè)備安全為代價(jià)盲目延長(zhǎng)保護(hù)時(shí)間限幅和過流保護(hù)的紅線不能碰。5.4 實(shí)際調(diào)試中最多見的幾個(gè)問題最后整理幾條現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)都是反復(fù)出現(xiàn)的高頻問題第一帶通濾波器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)在高采樣率下沒問題但有些低端變流器平臺(tái)采樣率不高濾波器在目標(biāo)頻段附近會(huì)引入額外相位畸變導(dǎo)致相位補(bǔ)償完全失效。解決辦法是降低濾波器階數(shù)用兩級(jí)低階濾波代替一階高階濾波。第二增益K和輸出限幅是配套的兩者要同時(shí)調(diào)。K大、限幅小控制器大部分時(shí)間在限幅上工作阻尼效果很差K小、限幅大又約束不了強(qiáng)振蕩。先定限幅范圍再調(diào)K順序不能亂。第三SDC投入后要觀察一段時(shí)間內(nèi)的長(zhǎng)期波形而不是只看一次擾動(dòng)后的衰減。有些振蕩是間歇性的和風(fēng)速變化、機(jī)組出力變化有關(guān)短時(shí)間驗(yàn)證通過不代表長(zhǎng)期穩(wěn)定。我習(xí)慣在投入后連續(xù)記錄一周的振蕩分量趨勢(shì)確認(rèn)沒有“慢變性振蕩”冒出來。做這類調(diào)試我的體會(huì)是控制器的設(shè)計(jì)只占四成功夫剩下六成功夫全在考慮“它在真實(shí)系統(tǒng)里會(huì)和誰打架”。變流器、保護(hù)、電網(wǎng)、其他機(jī)組每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能讓紙面上完美的參數(shù)變得不可用。SDC這套東西原理不神秘但真正做好靠的是不斷地掃描、驗(yàn)證、微調(diào)。這篇先把轉(zhuǎn)子側(cè)附加阻尼控制的原理、參數(shù)整定和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施講完下一篇再展開風(fēng)電場(chǎng)的多機(jī)協(xié)調(diào)和阻抗掃描實(shí)測(cè)方法如果有興趣可以先在仿真模型里把這個(gè)控制器跑通感受一下從振蕩發(fā)散到衰減收斂的過程很多疑問會(huì)一下子豁然開朗。