一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法及装置，本申请提供的方案通过系统中升压模块的输入侧电压与输出侧电压以及升压模块与双极性电网正负极的连接关系，分别计算出正极侧升压模块的总输入电压和负极侧升压模块的总输入电压，根据升压模块补偿电压计算公式计算升压模块的输入侧补偿电压，根据各个升压模块对应的输入侧补偿电压，结合对应的输入侧电压、输出侧电压、输入侧电压参考值、输出侧电压参考值以及正负极功率平衡常数，生成相应的控制信号以分别对各个升压模块进行升压控制，优化双极性电网系统的正负极功率平衡，保障海上风电场双极性直流并网系统的运行稳定。系统的运行稳定。系统的运行稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法及装置


[0001]本申请涉及新能源
，尤其涉及一种海上风电场双极性直流并网系统控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着海上风电开发逐渐走向远海，海上风场离岸距离远而带来的交流电缆传输突出的无功电压问题，使风电场的电能汇聚与传输方式从最初的交流汇集
‑
交流传输向交流汇集
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直流传输转变。同时，海上风电机组为降低发电成本向超大型化方向发展，容量已经进入10MW级，风场面积在增大，电力汇集网的电缆长度也在增大。在这样的背景下，直流汇集和传输并网的全直流风场开始逐渐成为海上风电场建设的主流。
[0003]直流并网系统分为单极性和双极性两种方式，与单极性直流并网方式相比，双极性直流并网具有更高的电压等级变换灵活性，供电可靠性更高，但是在实际应用中，目前的海上风电场双极性直流并网仍存在稳定性不足的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法及装置，用于解决目前的海上风电场双极性直流并网仍存在稳定性不足的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法，包括：
[0006]基于海上风电场双极性直流并网系统中的陆上直流升压站，采集所述陆上直流升压站中各个升压模块的输入侧电压与输出侧电压；
[0007]根据各个所述升压模块与双极性直流电网正负极的连接关系，分别计算第一总输入电压和第二总输入电压，其中，第一总输入电压为正极侧升压模块的总输入电压，所述第二总输入电压为负极侧升压模块的总输入电压；
[0008]当所述第一总输入电压和所述第二总输入电压的差距超过预设阈值时，根据双极性直流电网正负极的电参数以及所述连接关系，结合预设的升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压；
[0009]根据各个升压模块对应的输入侧补偿电压，结合所述输入侧电压、所述输出侧电压、输入侧电压参考值、输出侧电压参考值以及正负极功率平衡常数，分别对各个升压模块进行升压控制。
[0010]优选地，升压模块补偿电压计算公式具体包括：正极侧升压模块补偿电压计算公式与负极侧升压模块补偿电压计算公式。
[0011]优选地，根据双极性直流电网正负极的电参数以及所述连接关系，结合预设的升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压具体包括：
[0012]根据所述连接关系，若所述升压模块属于正极侧升压模块，则根据双极性直流电网正负极的电参数，结合所述正极侧升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输
入侧补偿电压；
[0013]根据所述连接关系，若所述升压模块属于负极侧升压模块，则根据双极性直流电网正负极的电参数，结合所述负极侧升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压。
[0014]优选地，所述正极侧升压模块补偿电压计算公式具体为：
[0015][0016]式中，ΔU1为正极侧的升压模块对应的输入侧补偿电压值，U
P
为双极性直流电网中的正极性电压，k1为双极性直流电网正极侧连接的升压模块数量，I1为双极性直流电网中的正极并网电流，P1为双极性直流电网正极功率，P2为双极性直流电网负极功率；
[0017]所述负极侧升压模块补偿电压计算公式具体为：
[0018][0019]式中，ΔU2为负极侧的升压模块对应的输入侧补偿电压值，U
N
为双极性直流电网中的负极性电压，k2为双极性直流电网负极侧连接的升压模块数量，I2为双极性直流电网中的负极并网电流，P1为双极性直流电网负极功率，P2为双极性直流电网负极功率。
[0020]优选地，根据各个升压模块对应的输入侧补偿电压，结合所述输入侧电压、所述输出侧电压、输入侧电压参考值、输出侧电压参考值以及正负极功率平衡常数，分别对各个升压模块进行升压控制具体包括：
[0021]根据所述输入侧补偿电压、所述输出侧电压与所述输出侧电压参考值，计算所述输入侧补偿电压与第一电压差值的第一电压和值，其中，所述第一电压差值为所述输出侧电压与所述输出侧电压参考值的电压差值；
[0022]根据所述正负极功率平衡常数与所述第一电压和值，计算所述正负极功率平衡常数与所述第一电压和值的乘积，得到第一补偿电压；
[0023]根据所述第一补偿电压、所述输入侧电压与所述输入侧电压参考值，计算所述第一补偿电压与第二电压差值的第二电压和值，其中，所述第二电压差值为所述输入侧电压与所述输入侧电压参考值的电压差值；
[0024]根据所述第二电压和值进行PI控制，得到电压调制量，再对所述电压调制量进行PWM调制，得到所述升压模块的控制信号，以便基于所述控制信号所述升压模块进行升压控制。
[0025]同时，本申请第二方面提供了一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制装置，包括：
[0026]升压模块电压数据采集单元，用于基于海上风电场双极性直流并网系统中的陆上直流升压站，采集所述陆上直流升压站中各个升压模块的输入侧电压与输出侧电压；
[0027]正负极总输入电压计算单元，用于根据各个所述升压模块与双极性直流电网正负极的连接关系，分别计算第一总输入电压和第二总输入电压，其中，第一总输入电压为正极侧升压模块的总输入电压，所述第二总输入电压为负极侧升压模块的总输入电压；
[0028]补偿电压计算单元，用于当所述第一总输入电压和所述第二总输入电压的差距超
过预设阈值时，根据双极性直流电网正负极的电参数以及所述连接关系，结合预设的升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压；
[0029]升压控制单元，用于根据各个升压模块对应的输入侧补偿电压，结合所述输入侧电压、所述输出侧电压、输入侧电压参考值、输出侧电压参考值以及正负极功率平衡常数，分别对各个升压模块进行升压控制。
[0030]优选地，升压模块补偿电压计算公式具体包括：正极侧升压模块补偿电压计算公式与负极侧升压模块补偿电压计算公式。
[0031]优选地，所述补偿电压计算单元具体用于：
[0032]根据所述连接关系，若所述升压模块属于正极侧升压模块，则根据双极性直流电网正负极的电参数，结合所述正极侧升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压；
[0033]根据所述连接关系，若所述升压模块属于负极侧升压模块，则根据双极性直流电网正负极的电参数，结合所述负极侧升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压。
[0034]优选地，所述正极侧升压模块补偿电压计算公式具体为：
[0035][0036]式中，ΔU1为正极侧的升压模块对应的输入侧补偿电压值，U
P
为双极性直流电网中的正极性电压，k1为双极性直流电网正极侧连接的升压模块数量，I1为双极性直流电网中的正极并网电流，P1为双极性直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法，其特征在于，包括：基于海上风电场双极性直流并网系统中的陆上直流升压站，采集所述陆上直流升压站中各个升压模块的输入侧电压与输出侧电压；根据各个所述升压模块与双极性直流电网正负极的连接关系，分别计算第一总输入电压和第二总输入电压，其中，第一总输入电压为正极侧升压模块的总输入电压，所述第二总输入电压为负极侧升压模块的总输入电压；当所述第一总输入电压和所述第二总输入电压的差距超过预设阈值时，根据双极性直流电网正负极的电参数以及所述连接关系，结合预设的升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压；根据各个升压模块对应的输入侧补偿电压，结合所述输入侧电压、所述输出侧电压、输入侧电压参考值、输出侧电压参考值以及正负极功率平衡常数，分别对各个升压模块进行升压控制。2.根据权利要求1所述的一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法，其特征在于，升压模块补偿电压计算公式具体包括：正极侧升压模块补偿电压计算公式与负极侧升压模块补偿电压计算公式。3.根据权利要求2所述的一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法，其特征在于，根据双极性直流电网正负极的电参数以及所述连接关系，结合预设的升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压具体包括：根据所述连接关系，若所述升压模块属于正极侧升压模块，则根据双极性直流电网正负极的电参数，结合所述正极侧升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压；根据所述连接关系，若所述升压模块属于负极侧升压模块，则根据双极性直流电网正负极的电参数，结合所述负极侧升压模块补偿电压计算公式，计算所述升压模块的输入侧补偿电压。4.根据权利要求3所述的一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法，其特征在于，所述正极侧升压模块补偿电压计算公式具体为：式中，ΔU1为正极侧的升压模块对应的输入侧补偿电压值，U
P
为双极性直流电网中的正极性电压，k1为双极性直流电网正极侧连接的升压模块数量，I1为双极性直流电网中的正极并网电流，P1为双极性直流电网正极功率，P2为双极性直流电网负极功率；所述负极侧升压模块补偿电压计算公式具体为：式中，ΔU2为负极侧的升压模块对应的输入侧补偿电压值，U
N
为双极性直流电网中的负极性电压，k2为双极性直流电网负极侧连接的升压模块数量，I2为双极性直流电网中的负极并网电流，P1为双极性直流电网负极功率，P2为双极性直流电网负极功率。5.根据权利要求1所述的一种海上风电场双极性直流并网系统升压控制方法，其特征
在于，根据各个升压模块对应的输入侧补偿电压，结合所述输入侧电压、所述输出侧电压、输入侧电压参考值、输出侧电压参考值以及正负极功率平衡常数，分别对各个升压模块进行升压控制具体包括：根据所述输入侧补偿电压、所述输出侧电压与所述输出侧电压参考值，计算所述输入侧补偿电压与第一电压差值的第一电压和值，其中，所述第一电压差值为所述输出侧电压与所述输出侧电压参考值的电压差值；根据所述正负极功率平衡常数与所述第一电压和值，计算所述正负极功率平衡常数与所述第一电压和值的乘积，得到第一补偿电压；根据所述第一补偿电压、所述输入侧电压与所述输入侧电压参考值，计算所述第一补偿电压与第二电压差值的第二电压和值，其中，所述第二电压差值为所述输入侧电压与所述输入侧电压参考值的电压差值；根据所述第二电压和值进行PI控制，得到电压调制量，再对所述电压调制量进行PWM调制，得到所述升...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳菁鹏，苏明章，安然然，蔡海青，唐景星，伍文聪，陶然，陈智豪，黄振琳，顾浩瀚，梁晓兵，陈炜，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：