一种分布式风电低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略制造技术

本发明专利技术公开了一种分布式风电低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略，包括以下步骤：1)风电机组正常运行，实时监测并网点电压，当并网点电压低于0.9时，风电机组进入低电压穿越模式，记录最低电压跌落深度V

【技术实现步骤摘要】
一种分布式风电低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略


[0001]本专利技术涉及风电
，具体涉及一种分布式风电低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略。

技术介绍

[0002]大力发展风电是构建我国清洁低碳、安全高效能源体系的重要战略举措。我国风电开发的特点主要是“大规模集中式开发，远距离超/特高压输送”。同时，国家也鼓励分布式风电开发，实现多点接入、就地消纳。随着越来越大规模风电并网，电网要求风电机组必须实现由被动适应向主动支撑以及主动组网的角色转变。国标中分布式风电机组低电压穿越(Low Voltage Ride Through，LVRT)要求与防孤岛保护(Anti
‑
IslandingProtection，AIP)中的欠压保护存在一定的矛盾，国标一方面要求风电机组在电网电压跌落时应保持并网运行一段时间并提供无功电流支撑帮助电网电压恢复；另一方面又要求风电机组在电网电压异常时应遵循相关的电压保护规则，及时切除风电机组，具备防孤岛保护能力。
[0003]目前，国内外的研究有的是选取一个评价指标(例如渗透率，谐波阻抗等)，当评价指标满足特定条件时，配置低电压穿越；否则，配置防孤岛保护；有的是电压跌落后直接进入低电压穿越模式，低电压穿越失败才考虑防孤岛保护。根据评价指标选择只配置低电压穿越或者防孤岛保护，这种方法并没有真正实现低电压穿越与防孤岛保护的协调控制，且并未考虑我国分布式风电机组接入电网的特点。分布式风电机组大多在配电网接入，发电量主要以就地消纳为主，而我国配电网中性点大多采用非有效接地方式，其中谐振接地方式更有助于故障电流熄弧，因此我国配电网电压故障多为瞬时性故障，如果因瞬时性电压故障导致分布式风电机组频繁切除，将无法保证其发电量，且风电机组的频繁投切，将会对电网造成多次冲击，降低配电网电能质量。若电压故障之后优先考虑低电压穿越，低电压穿越失败才考虑防孤岛保护，在低电压穿越失败之后，即使没有防孤岛保护，风电机组低电压穿越保护也会执行切机，因此这种方法实际上只考虑了低电压穿越，同样没有真正实现低电压穿越与防孤岛保护的协调控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要是为了解决现有技术没有真正实现低电压穿越与防孤岛保护协调控制的问题，提供了一种分布式风电低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略，根据实际的电压发展趋势选择合适的动作逻辑，既可以避免风电机组因瞬时性电压故障频繁切除，保证风电机组的发电量，避免风电机组频繁投切对电网造成多次冲击；又可以避免永久性电压故障被动等低电压穿越过程导致的事故扩大。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种分布式风电低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略，包括以下步骤：步骤S1：风电机组正常运行，实时监测并网点电压，当并网点电压低于0.9时，风电机组进入低电压穿越模式，记录最低电压跌落深度V
dip
及其对应时间，若V
dip
＜0.2，执行步
骤S4；若0.2≤V
dip
＜0.5，执行步骤S3；若0.5≤V
dip
＜0.9，执行步骤S2；步骤S2：风电机组运行在低电压穿越模式，提供无功电流支撑帮助电网电压恢复，若电压恢复正常则执行步骤S1；反之执行步骤S4；步骤S3：风电机组运行在低电压穿越模式，判断电压是否可恢复，若电压可恢复，执行步骤 S2；若电压不可恢复，执行步骤S5；步骤S4：由低电压穿越保护动作切除风电机组；步骤S5：由防孤岛保护动作切除风电机组。本专利技术为了解决现有的技术没有真正实现分布式风电机组低电压穿越与防孤岛保护的协调控制，提供了一种分布式风电机组低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略，根据实际的电压发展趋势选择合适的动作逻辑，既可以避免风电机组因瞬时性电压故障频繁切除，保证风电机组的发电量，避免因风电机组频繁投切造成对电网的多次冲击；又可以避免永久性电压故障被动等低电压穿越过程导致的事故扩大，实现分布式风电机组低电压穿越与防孤岛保护的协调控制。
[0007]作为优选，步骤S3中判断电压是否可恢复的具体过程，包括以下步骤：步骤B1：以V
dip
对应的时间为基准，向前取20个工频周期数据，向后取20个工频周期数据，对选取的40个工频周期数据作小波变换，小波基选择db4小波，分解层数选择5；步骤B2：选取小波变换后表征最高频特征的高频子带的小波细节系数cD1，检测故障电压跌落时间；步骤B3：采用强制消噪方法，将小波变换后表征高频特征的小波细节系数cD
i
(i＝1,2,3,4,5)置0，再对信号进行重构处理，滤除电压信号中的高频分量，重构之后的电压记为u
filt
；步骤B4：选取u
filt
电压跌落前1个工频周期的数据作为比较的基准电压数据，记为u
com
，利用u
filt
电压跌落后第1～10个工频周期数据分别与u
com
计算Hausdorff距离，计算结果分别记为HD
i
(i＝1,2,
…
,10)；Hausdorff距离用来描述两个点集之间的相似程度，Hausdorff距离值越大，表示两个点集相似度越低；Hausdorff距离值越小，表示两个点集相似度越高；两个点集A(a1,a2,
…
,a
p
)、B(b1,b2,
…
,b
p
)之间的单向Hausdorff距离定义式为：其中，h(A,B)为从点集A到点集B的单向Hausdorff距离，h(B,A)为从点集B到点集A的单向Hausdorff距离；两个点集A(a1,a2,
…
,a
p
)、B(b1,b2,
…
,b
p
)之间的双向Hausdorff距离定义式为：HD(A,B)＝max{h(A,B),h(B,A)}其中，HD(A,B)为点集A与点集B之间的双向Hausdorff距离；步骤B5：对HD
i
进行最小二乘拟合，一次函数曲线的斜率记为k，表征电压恢复速率；步骤B6：若|k|≥0.1，则判断为电压可恢复；反之则判断为电压不可恢复。基于Hausdorff距离并网点电压恢复检测，HD向量中各元素的值逐渐减小表示并
网点电压在逐步恢复；HD向量中各元素的值基本不变表示并网点电压不可恢复；HD向量中各元素的值逐渐增大表示并网点电压在持续跌落。
[0008]作为优选，步骤B4中，Hausdorff距离用来描述两个点集之间的相似程度，两个点集 A(a1,a2,
…
,a
p
)、B(b1,b2,
…
,b
p
)之间的单向Hausdorff距离定义式为：其中，h(A,B)为从点集A到点集B的单向Hausdorff距离，h(B,A)为从点集B到点集A的单向Hausdorff距离。
[0009]作为优选，两个点集A(a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式风电低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：风电机组正常运行，实时监测并网点电压，当并网点电压低于0.9时，风电机组进入低电压穿越模式，记录最低电压跌落深度V
dip
及其对应时间，若V
dip
＜0.2，执行步骤S4；若0.2≤V
dip
＜0.5，执行步骤S3；若0.5≤V
dip
＜0.9，执行步骤S2；步骤S2：风电机组运行在低电压穿越模式，提供无功电流支撑帮助电网电压恢复，若电压恢复正常则执行步骤S1；反之执行步骤S4；步骤S3：风电机组运行在低电压穿越模式，判断电压是否可恢复，若电压可恢复，执行步骤S2；若电压不可恢复，执行步骤S5；步骤S4：由低电压穿越保护动作切除风电机组；步骤S5：由防孤岛保护动作切除风电机组。2.根据权利要求1所述的一种分布式风电低电压穿越与防孤岛保护协调控制策略，其特征在于，步骤S3中判断电压是否可恢复的具体过程，包括以下步骤：步骤B1：以V
dip
对应的时间为基准，向前取20个工频周期数据，向后取20个工频周期数据，对选取的40个工频周期数据作小波变换；步骤B2：选取小波变换后表征最高频特征的高频子带的小波细节系数cD1，检测故障电压跌落时间；步骤B3：采用强制消噪方法，将小波变换后表征高频特征的小波细节系数cD
i
(i＝1，2，3，4，5)置0，再对信号进行重构处理，滤除电压信号中的高频分量，重构之后的电压记为u
filt
；步骤B4：选取u
filt
电压跌落前1个工频周期的数据作为比较的基准电压数据，记为u
com
，利用u
filt
电压跌落后第1～10个工频周期数据分别与u<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨靖，花斌，法拉蒂尔，孙勇，应有，许国东，
申请(专利权)人：浙江运达风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：