一种海上风电柔性直流送出功率限制控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海上风电柔性直流送出功率限制控制系统及方法，属于柔性直流风电控制领域，海上风电柔性直流送出功率限制控制系统，该系统包括：柔性直流控制装置、安稳装置和柔性直流降功率检测装置，柔性直流控制装置分别与安稳装置、柔性直流降功率检测装置通讯连接；安稳装置用于设置在陆上电网侧，并计算海上电网需要的降功率值；柔性直流降功率检测装置用于计算海上风电场需要的降功率值。与原有的方案相比，海上换流站侧的柔性直流控制装置接收到降功率值后，直接给能量管理平台发送控制数据，不再需要从陆上调度站下发控制指令给海上换流站，再给到海上风电场能量管理平台控制指令，从而加快了对海上风电柔性直流功率的控制速度。控制速度。控制速度。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电柔性直流送出功率限制控制系统及方法


[0001]本专利技术属于风电控制领域，特别是涉及一种海上风电柔性直流送出功率限制控制系统及方法。

技术介绍

[0002]柔性直流输电具备无需额外的无功功率补偿、不存在换相失败问题、可以为无源系统供电、适合构降多端直流系统等优点，随着海上风电场容量和距离的增大，柔性直流输电已成为深海大容量海上风电送出并网的主流方案。
[0003]现有的海上风电柔性直流输电控制系统：当陆上的调度站收到陆上电网或海上风电场需要降功率的指示时，陆上的调度站获取陆上电网和海上风电场的功率数据，调度站调取相关数据计算需要降功率的具体数值，将具体数值通过调度站逐级下发给海上能量控制站，海上能量控制站根据降功率数值的大小控制风机的发电功率。其中，调度站收到降功率信号后，需要先调取相关数据并计算得到具体的降功率值，这个过程需要几秒才能完成，再将功率值逐级下发至海上能量控制站，这个过程又需要几秒。对于柔性直流送出功率来说，控制速度要求是毫秒级的，现有的控制速率太慢，不能有效控制直流故障。
[0004]综上，当需要降功率时，现有的海上风电柔性直流送出功率控制过程速度慢、效率低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种海上风电柔性直流送出功率限制控制系统及方法，以解决现有技术中当需要降功率时现有的海上风电柔性直流送出功率控制过程速度慢、效率低的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所提供的一种海上风电柔性直流送出功率限制控制系统及方法的技术方案是：
[0007]一种海上风电柔性直流送出功率限制控制系统，该系统包括：柔性直流控制装置、安稳装置和柔性直流降功率检测装置，柔性直流控制装置分别与安稳装置、柔性直流降功率检测装置通讯连接；
[0008]安稳装置用于设置在陆上电网侧，以检测陆上电网负荷变化，并在出现陆上电网负荷紧急降低时获取陆上电网功率数据计算海上电网需要的降功率值，并将降功率值发送给柔性直流控制装置；
[0009]柔性直流降功率检测装置用于设置在海上换流站侧，以检测海上换流站的状态，并在海上换流站出现紧急降功率工况时获取海上风电场功率数据计算海上风电场需要的降功率值，并将降功率值发送给柔性直流控制装置；
[0010]柔性直流控制装置用于设置在海上换流站侧，以比较安稳装置和检测装置柔性直流降功率发送的降功率值，并根据其中的最大值计算海上风电场所需功率值，并将所需功率值发送给海上风电场能量管理平台，海上风电场能量管理平台根据所需功率值控制海上
风机降功率。
[0011]有益效果是：利用陆上电网侧设置的安稳装置检测陆上电网的负荷情况，在有降功率需求时计算降功率值，利用设置在海上换流站侧的柔性直流控制装置检测海上换流器的工作状态，并在出现需要降功率需求时计算对应的降功率值；相对于目前的方式本专利技术不需要调度站远距离从海上换流站获取数据和进行计算降功率值，也不需要从陆上电网获取数据进行计算降功率值，就能够快速、准确得到相应的降功率值。
[0012]同时海上换流站侧的柔性直流控制装置接收到降功率值后，直接给海上风电场能量管理平台发送控制数据，与原有方案相比，不再需要从陆上调度站下发控制指令给海上换流站，再给到海上风电场能量管理平台控制指令，从而加快了对海上风电柔性直流功率的控制速度。
[0013]作为进一步地改进，陆上电网负荷紧急降低指的是：陆上电网在设定时间内降低的负荷超过了负荷阈值；紧急降功率工况指的是：海上换流站出现联接变故障退出、柔性直流降压运行、阀冷设备异常或柔性直流保护装置动作需要紧急降功率。
[0014]有益效果是：安稳装置通过负荷阈值和设定时间判断负荷是不是紧急降低，提高对负荷降低状况判断的准确性。柔性直流降功率检测装置通过识别海上风电场出现联接变故障退出、柔性直流降压运行、阀冷设备异常或柔性直流保护装置动作需要紧急降功等工况，来判断是不是需要降低海上风电场功率，通过降功率来缓解海上换流站的故障，保障了海上换流站的安全运行。
[0015]作为进一步地改进，海上风电场能量管理平台通过切断对应数量的风机来实现降功率。
[0016]有益效果是：注入陆上电网的功率与海上风电场的发电功率正相关，而海上风电场的发电功率由并网的风机数量来决定，因此通过切断并网的风机来实现陆上电网和海上风电场的降功率需求。
[0017]作为进一步地改进，柔性直流控制装置与安稳装置通过千兆光纤通讯。
[0018]有益效果是：千兆光纤相比现有使用的百兆光纤通讯速度更快，便于实现柔性直流传输要求的毫秒级控制速度。
[0019]本专利技术还公开了一种海上风电柔性直流送出功率限制控制方法，包括如下步骤：利用陆上电网侧设置的安稳装置检测陆上电网负荷变化情况，在陆上电网负荷紧急降低时，根据陆上电网功率数据计算海上电网需要的降功率值并发送降功率值；利用海上换流站侧设置的柔性直流降功率检测装置检测海上换流站的工作状态，在海上换流站出现紧急降功率工况时，根据海上风电场功率数据计算海上风电场需要的降功率值并发送降功率值；接收安稳装置和柔性直流降功率检测装置发送的降功率值，并根据其中的最大值计算海上风电场所需功率值，并将所需功率值发送给海上风电场能量管理平台，海上风电场能量管理平台根据所需功率值控制海上风机降功率。
[0020]有益效果是：陆上电网侧的安稳装置检测到降功率需求时，计算出降功率的具体值并发送，海上换流站柔性直流降功率检测装置检测到有降功率需求工况时，计算出降功率的具体值并发送，控制端接收到两种降功率的具体值，控制端不需要再调取相关数据进行计算节省控制时长，提高了降功率控制的效率。
[0021]作为进一步地改进，陆上电网负荷紧急降低指的是：陆上电网在设定时间内降低
的负荷超过了负荷阈值；紧急降功率工况指的是：海上换流站出现联接变故障退出、柔性直流降压运行、阀冷设备异常或柔性直流保护装置动作需要紧急降功率。
[0022]有益效果是：通过负荷阈值和设定时间判断负荷是不是紧急降低，提高对负荷降低状况判断的准确性。海上风电场出现联接变故障退出、柔性直流降压运行、阀冷设备异常或柔性直流保护装置动作需要紧急降功等工况时，都需要降低功率来缓解故障。
[0023]作为进一步地改进，海上风电场能量管理平台通过切断对应数量的风机来实现降功率。
[0024]有益效果是：注入陆上电网的功率与海上风电场的发电功率正相关，而海上风电场的发电功率由并网的风机数量来决定，因此通过切断并网的风机来实现陆上电网和海上风电场的降功率需求。
附图说明
[0025]图1为本专利技术海上风电柔性直流送出功率限制控制系统的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术海上风电柔性直流送出功率限制控制方法的流程图。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电柔性直流送出功率限制控制系统，其特征在于，该系统包括：柔性直流控制装置、安稳装置和柔性直流降功率检测装置，所述柔性直流控制装置分别与安稳装置、柔性直流降功率检测装置通讯连接；安稳装置用于设置在陆上电网侧，以检测陆上电网负荷变化，并在出现陆上电网负荷紧急降低时获取陆上电网功率数据计算海上电网需要的降功率值，并将降功率值发送给柔性直流控制装置；柔性直流降功率检测装置用于设置在海上换流站侧，以检测海上换流站的状态，并在海上换流站出现紧急降功率工况时获取海上风电场功率数据计算海上风电场需要的降功率值，并将降功率值发送给柔性直流控制装置；柔性直流控制装置用于设置在海上换流站侧，以比较安稳装置和检测装置柔性直流降功率发送的降功率值，并根据其中的最大值计算海上风电场所需功率值，并将所需功率值发送给海上风电场能量管理平台，海上风电场能量管理平台根据所需功率值控制海上风机降功率。2.根据权利要求1所述的海上风电柔性直流送出功率限制控制系统，其特征在于，陆上电网负荷紧急降低指的是：陆上电网在设定时间内降低的负荷超过了负荷阈值；紧急降功率工况指的是：海上换流站出现联接变故障退出、柔性直流降压运行、阀冷设备异常或柔性直流保护装置动作需要紧急降功率。3.根据权利要求1所述的海上风电柔性直流送出功率限制控制系统，其特征在于，海上风电场能量管理平台通过切断对应数量的风机来实...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋延涛，吴庆范，刘旭辉，郝俊芳，曹森，吴金波，范雪峰，刘晨，田培涛，李亚锋，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：