海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法及装置，步骤1：在分频输电变流器工频侧监测到受端电网发生电压跌落故障时计算分频输电变流器工频侧的最大有功功率输出能力；步骤2：根据最大有功功率输出能力通过分频输电变流器分频侧输出电压控制指令，根据分频输电线路电压控制指令调整分频输电线路的电压；步骤3：计算分频输电变流器当前有功功率实际输入与最大输出能力之间的差值；步骤4：计算V

【技术实现步骤摘要】
海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法及装置，属于


技术介绍

[0002]目前，风电送出技术主要有高压交流输电、高压柔性直流输电以及分频输电三种。其中，分频输电通过降低输电的频率减小输电电抗，突破了传统工频交流输电方式主要依靠提高电压等级来提高输送容量的局限。同时，在对海上风电换流站的要求、系统继电保护的实现难度、可靠性、经济性等方面又较直流输电方式更有优势，是一种在远距离、大容量海上风电传输场景下极具竞争潜力的输电方式，具有良好的应用前景，目前已成为远距离海上风电送出
的研究热点。
[0003]但是，为了实现经分频输电送出的海上风电大规模并网，除了稳态运行，海上风电分频输电系统还需要具备友好并网性能。由于分频输电变流器将风电端与工频电网进行了解耦，在受端工频电网出现电压跌落故障时，分频输电变流器输出有功功率受限，而海上风电却无法感知，并正常向分频线路注入有功功率，导致分频输电变流器输入输出有功功率不平衡，直流环节电压过高，出现海上风电分频输电系统脱网的严重后果。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法及装置，在不额外增加能量存储、消耗装置，以及不借助远距离海上通信的前提下，实现海上风电分频输电系统在受端工频电网发生电压跌落故障时不脱网，且尽可能多的送出有功功率。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法，包括：
[0006]步骤1：在分频输电变流器工频侧监测到受端电网发生电压跌落故障，此时根据当前电网电压及对分频输电变流器工频侧无功功率输出需求，计算分频输电变流器工频侧的最大有功功率输出能力
[0007]步骤2：根据最大有功功率输出能力通过分频输电变流器分频侧输出电压控制指令，根据分频输电线路电压控制指令调整分频输电线路的电压，分频输电线路电压控制指令其中，I
max
为分频输电线路的最大限流；
[0008]步骤3：根据最大有功功率输出能力和监测分频输电变流器分频侧的有功功率计算分频输电变流器当前有功功率实际输入与最大输出能力之间的差值ΔP，
[0009]步骤4：基于计算得到的当前有功功率实际输入、最大输出能力之间的差值ΔP以及分频输电送出场景计算分频输电线路电压控制指令的参考值V
t
；
[0010]根据自适应调整策略更新分频输电线路电压控制指令，所述自适应调整策略，包
括：
[0011]若V
t
＜V
N
，则更新分频输电线路电压控制指令否则，更新分频输电线路电压控制指令V
N
为分频输电线路额定电压；
[0012]步骤5：根据更新后的分频输电线路电压控制指令调整分频输电线路的电压，判断调整后故障是否恢复，若是，否则，根据当前电网电压及对分频输电变流器工频侧无功功率输出需求更新返回步骤3。
[0013]进一步的，所述步骤4具体包括：
[0014]针对单台风电机组分布式分频输电送出场景，V
t
的计算公式为：
[0015][0016]进一步的，所述步骤4具体包括：
[0017]针对风电场集中送出场景，V
t
的计算公式为：
[0018][0019]进一步的，还包括：
[0020]在低电压穿越期间，分频输电变流器的控制指令更新周期T≤20ms。
[0021]一种海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制装置，包括：
[0022]第一计算模块，用于在分频输电变流器工频侧监测到受端电网发生电压跌落故障，此时根据当前电网电压及对分频输电变流器工频侧无功功率输出需求，计算分频输电变流器工频侧的最大有功功率输出能力
[0023]第一调整模块，用于根据最大有功功率输出能力通过分频输电变流器分频侧输出电压控制指令，根据分频输电线路电压控制指令调整分频输电线路的电压，分频输电线路电压控制指令其中，I
max
为分频输电线路的最大限流；
[0024]第二计算模块，用于根据最大有功功率输出能力和监测分频输电变流器分频侧的有功功率计算分频输电变流器当前有功功率实际输入与最大输出能力之间的差值ΔP，
[0025]自适应模块，用于基于计算得到的当前有功功率实际输入、最大输出能力之间的差值ΔP以及分频输电送出场景计算V
t
；
[0026]根据自适应调整策略更新分频输电线路电压控制指令，所述自适应调整策略，包括：若V
t
＜V
N
，则更新分频输电线路电压控制指令否则，更新分频输电线路电压控制指令V
N
为分频输电线路额定电压；
[0027]判断模块，用于根据更新后的分频输电线路电压控制指令调整分频输电线路的电压，判断调整后故障是否恢复，若是，否则，根据当前电网电压及对分频输电变流器工频侧无功功率输出需求更新返回适应模块。
[0028]进一步的，所述自适应模块，用于
[0029]针对单台风电机组分布式分频输电送出场景，设置V
t
的计算公式为：
[0030][0031]进一步的，所述自适应模块，用于
[0032]针对风电场集中送出场景，设置V
t
的计算公式为：
[0033][0034]进一步的，还包括：
[0035]在低电压穿越期间，分频输电变流器的控制指令更新周期T≤20ms。
[0036]一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述的方法中的任一方法。
[0037]一种计算机设备，包括，
[0038]一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
[0039]本专利技术所达到的有益效果：
[0040]1)本专利技术根据分频输电变流器输入输出的有功功率不平衡量，自适应调节分频输电线路电压，维持风电场在低电压穿越期间的最大功率送出。2)本专利技术通过主动控制分频输电线路电气量的变化，向风电端快速传递工频电网故障信息，避免因海上远距离通信的长延时降低系统的低电压穿越响应性能。3)本专利技术使得成熟的风电机组低电压穿越技术能够被分频风电系统沿用，充分发掘机组已有能力解决故障期间的分频风电系统有功功率不平衡问题，而无需再增设集中储能、耗能等设备，降低成本，提高系统可靠性。
附图说明
[0041]图1为本专利技术的一种海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法的原理图；
[0042]图2为本专利技术的一种海上风电分频输电系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法，其特征在于，包括：步骤1：在分频输电变流器工频侧监测到受端电网发生电压跌落故障，此时根据当前电网电压及对分频输电变流器工频侧无功功率输出需求，计算分频输电变流器工频侧的最大有功功率输出能力步骤2：根据最大有功功率输出能力通过分频输电变流器分频侧输出电压控制指令，根据分频输电线路电压控制指令调整分频输电线路的电压，分频输电线路电压控制指令其中，I
max
为分频输电线路的最大限流；步骤3：根据最大有功功率输出能力和监测分频输电变流器分频侧的有功功率计算分频输电变流器当前有功功率实际输入与最大输出能力之间的差值ΔP，步骤4：基于计算得到的当前有功功率实际输入、最大输出能力之间的差值ΔP以及分频输电送出场景计算分频输电线路电压控制指令的参考值V
t
；根据自适应调整策略更新分频输电线路电压控制指令，所述自适应调整策略，包括：若V
t
＜V
N
，则更新分频输电线路电压控制指令否则，更新分频输电线路电压控制指令V
N
为分频输电线路额定电压；步骤5：根据更新后的分频输电线路电压控制指令调整分频输电线路的电压，判断调整后故障是否恢复，若是，否则，根据当前电网电压及对分频输电变流器工频侧无功功率输出需求更新返回步骤3。2.根据权利要求1所述的海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：针对单台风电机组分布式分频输电送出场景，V
t
的计算公式为：3.根据权利要求1所述的海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：针对风电场集中送出场景，V
t
的计算公式为：4.根据权利要求1所述的海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制方法，其特征在于，还包括：在低电压穿越期间，分频输电变流器的控制指令更新周期T≤20ms。5.一种海上风电分频输电系统的低电压穿越协调控制装置，其特征在于，包括：第一计算模块，用于在分频输电变流器工频侧监测到受端电网发生电压跌落故障，此时根据当前电网电压及对分频输电变流器工频侧无功功率输出需求，计算分频输电变流器工频侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪成根，李强，吕振华，唐伟佳，任必兴，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：