一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法及系统技术方案

一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法及系统，包括：当柔性直流电网发生故障时：柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号；所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制；当柔性直流电网故障清除后：述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号；所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机；所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率，完成故障穿越。本发明专利技术的技术方案实现功率的快速控制，故障恢复后将根据精细化控制要求启动保护切除富余的风电，完成穿越。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法及系统
本专利技术涉及孤岛送出的新能源故障穿越控制的
，具体涉及一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法及系统。
技术介绍
传统的大规模风电远距离输送，不管采用的是传统的LCC型直流还是交流，都需要送端有强大的同步电源支撑，有时还甚至需要在受端提供支撑。而且随着国家能源战略转型，难度在于发展风电的同时，配以传统同步电源的开发。针对ms级的控制风电机组，孤岛接入柔直电网难以及时响应相关的控制要求，尤其是直流电网发生故障切除部分直流线路后，需要迅速限制注入柔直系统的风电功率，现有的风电机组功率控制和保护切机方案都难以满足6-8ms功率精确降低控制的要求。此外，采用在柔性直流换流站交流侧母线安装耗能装置控制注入换流站的有功功率，会造成故障期间风电功率的损失，影响风电消纳。为此，基于采用柔直电网外送将成为研究的热点和可选的开发方案之一的状况下。针对柔直电网发生故障后，如何确保孤岛接入的风电机组实现故障穿越，本专利技术提出了一种基于柔性直流换流站与机端超级电容储能设备协调的方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法及系统。本专利技术提供的技术方案是：一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，包括：当柔性直流电网发生故障时：柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号；所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制；当柔性直流电网故障清除后：所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号；所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机；所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率，完成故障穿越。优选地，所述故障类型，包括单极故障和双极故障；所述单极故障，包括：单极换流站直流母线电压跌落；所述双极故障，包括：双极换流站直流母线电压均跌落。优选地，所述柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号，包括：当所述柔性直流换流站检测到单极故障时，所述柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号，所述有功功率控制信号包括：风电总出力上限值为柔性直流电网输送能力的一半；当所述柔性直流换流站检测到双极故障时，所述柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号，所述有功功率控制信号包括：风电总出力上限值为0。优选地，所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制，包括：所述储能设备根据检测到故障类型判断柔性直流电网的输送能力，结合风电机组台数，确定不同故障类型下风电机组的出力上限值，并按下式计算吸收的有功功率：式中，Pse：储能设备应当吸收的有功功率值；P0：故障前风电机组实际出力值；Plim：根据柔性直流电网容量、风电机组台数计算得到的不同故障情况下风电机组的出力上限值。优选地，所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号，包括：所述柔性直流电网单极故障清除后，故障极恢复运行或故障极无法恢复运行；所述柔性直流电网双极故障清除后，双极均恢复运行、单极恢复运行或双极均无法恢复运行。优选地，所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机，包括：故障极恢复运行时，保持故障前风电出力；；故障极无法恢复运行时，判断切除风电机组台数。优选地，所述故障极无法恢复运行时，判断切除风电机组台数，包括：单极故障时，故障极无法恢复运行，判断切除风电机组台数；双极故障时，根据单极恢复运行或双极均无法恢复运行，判断切除风电机组台数。优选地，单极故障时，故障极无法恢复运行，判断切除风电机组台数，包括：当故障前风电出力低于或等于柔性直流电网额定输送能力一半，新能源电站不用切除风电机组；当故障前风电出力高于柔性直流电网额定输送能力一半，新能源电站切除相应的风电机组。优选地，双极故障时，根据单极恢复运行或双极均无法恢复运行，判断切除风电机组台数包括：单极恢复运行，包括当故障前风电出力低于或等于柔性直流电网额定输送能力的一半，风电场不需要切除风电机组；当故障前风电出力大于柔性直流电网额定输送能力的一半，新能源电站切除相应的风电机组台数；双极均无法恢复运行，包括新能源电站风电总出力上限为0，新能源电站需要切除所有风电机组。优选地，所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率，按下式计算故障后允许储能设备发出的有功功率值：式中，Pseo：故障后允许储能设备发出的有功功率值；P0a：故障后风电机组实际出力值；Plima：根据故障后柔性直流电网输送能力、故障后并网运行风电机组台数计算得到的风电机组出力上限值；∑P0a：故障后风电总出力；PDClim：故障后柔性直流电网输送能力。本专利技术的另一目的在于提出一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制系统，包括：故障检测模块、故障应对模块、恢复控制模块、切除应对模块和故障穿越模块；所述故障检测模块，用于当柔性直流电网发生故障时：柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号；所述故障应对模块，用于所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制；所述恢复控制模块，用于当柔性直流电网故障清除后：所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号；所述切除应对模块，用于所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机；所述故障穿越模块，用于所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率，完成故障穿越。优选地，所述故障检测模块，包括：检测子模块、发送子模块；所述检测子模块，用于柔性直流换流站检测所述故障类型；所述发送子模块，用于根据所述故障类型向储能设备发送有功功率控制信号。优选地，所述故障应对模块，包括:吸收子模块；所述吸收子模块，用于所述储能设备根据检测到故障类型判断柔性直流电网的输送能力，结合风电机组台数，确定不同故障类型下风电机组的出力上限值，并确定吸收的有功功率。优选地，所述恢复控制模块，包括：识别子模块，所述识别子模块，用于识别柔性直流电网故障清除后，故障极的恢复情况。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术的提出的技术方案通过柔性直流电网发生故障需要限制注入的功率时，发出有功功率控制信号，由配置在风电机组机端的超级电容启动功率存储，实现功率的快速调节，故障恢复后将根据柔性直流电网输送能力限制要求，判断是否需要切除部分风电机组，保证风电出力不超过柔性直流电网的输送能力，并在柔性直流电网不过载运行前提下适时发出储能设备中存储的有功功率，从而完成故障穿越。本专利技术的提出的技术方案的风电经过交流汇集不与主网连接，直接通过交直变换接入柔性直流电网，针对故障后风电不能及时跟踪柔性直流电网输送能力变化调整有功功率输出，将有可能导致注入柔性直流电网的功率过剩从而导致柔性直流电网过载而退出运行的风险。附图说明图1为本专利技术的基于柔性直流换流站与机端超级电容储能设备协调的新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法流程；图2为本专利技术的机端配置了超级电容的风电接入柔性直流电网示意图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。风电经过交流汇集不与主网连接，直接通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，包括：当柔性直流电网发生故障时：柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号；所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制；当柔性直流电网故障清除后：所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号；所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机；所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率，完成故障穿越。

【技术特征摘要】
1.一种新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，包括：当柔性直流电网发生故障时：柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号；所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制；当柔性直流电网故障清除后：所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号；所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机；所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率，完成故障穿越。2.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，所述故障类型，包括单极故障和双极故障；所述单极故障，包括：单极换流站直流母线电压跌落；所述双极故障，包括：双极换流站直流母线电压均跌落。3.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，所述柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号，包括：当所述柔性直流换流站检测到单极故障时，所述柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号，所述有功功率控制信号包括：风电总出力上限值为柔性直流电网输送能力的一半；当所述柔性直流换流站检测到双极故障时，所述柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号，所述有功功率控制信号包括：风电总出力上限值为0。4.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制，包括：所述储能设备根据检测到故障类型判断柔性直流电网的输送能力，结合风电机组台数，确定不同故障类型下风电机组的出力上限值，并按下式计算吸收的有功功率：式中，Pse：储能设备应当吸收的有功功率值；P0：故障前风电机组实际出力值；Plim：根据柔性直流电网容量、风电机组台数计算得到的不同故障情况下风电机组的出力上限值。5.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号，包括：所述柔性直流电网单极故障清除后，故障极恢复运行或故障极无法恢复运行；所述柔性直流电网双极故障清除后，双极均恢复运行、单极恢复运行或双极均无法恢复运行。6.如权利要求5所述的新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机，包括：故障极恢复运行时，保持故障前风电出力；故障极无法恢复运行时，判断切除风电机组台数。7.如权利要求6所述的新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，所述故障极无法恢复运行时，判断切除风电机组台数，包括：单极故障时，故障极无法恢复运行，判断切除风电机组台数；双极故障时，根据单极恢复运行或双极均无法恢复运行，判断切除风电机组台数。8.如权利要求7所述的新能源孤岛柔直送出系统的故障穿越控制方法，其特征在于，单极故障时，故障极无法恢复...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琰，刘超，迟永宁，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，国网冀北电力有限公司，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11