海上风电低频输电系统的运行控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力系统输电领域，公开了海上风电低频输电系统的运行控制方法及装置，考虑海上风电低频交流输电系统技术特点，对系统无功

【技术实现步骤摘要】
海上风电低频输电系统的运行控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统输电领域，具体涉及海上风电低频输电系统的运行控制方法及装置
。

技术介绍

[0002]海上风电大规模开发与利用，对保障能源安全
、
实现“双碳”目标具有重要意义
。
当前，海上风电正向深远海域发展，与其他海上风电送出方式相比，柔性低频交流输电可通过降低输电频率以成倍降低海缆充电功率或长线路阻抗，等价缩短电气距离，成倍提升输送容量
、
距离和系统强度，具备功率
、
电压
、
无功灵活调控的能力，同时保留交流输电易于变压及故障电流过零开断等组网优势
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了海上风电低频输电系统的运行控制方法及装置，充分考虑海上风电低频输电系统技术特点以及风电机组与柔性低频换频站的无功电压协同控制，以解决如何提高海上风电低频输电系统的输送能力的问题
。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种海上风电低频输电系统的运行控制方法，包括：实时测量海上风电低频输电系统的多种电气量参数；，并计算风电机组控制策略参考值及换频站低频侧控制策略参考值；基于多种电气量参数，分析系统无功损耗及海缆沿线电压和电流分布特性；当分布特性不满足要求时，建立不同海风出力下风机端最优无功出力表，与陆上换频站协同控制；当协同控制控制结果不满足优化目标时，调整换频站低频侧控制策略参考值，以降低海缆最大电流为目标，通过调整换频站的运行状态，调整低频系统交流电压
。。
本专利技术充分考虑海上风电低频交流输电系统技术特点，对输电系统无功
、
有功损耗及海缆沿线电压和电流分布进行分析，根据实际工况通过海上风电机组无功控制和换频站电压控制能力等技术手段对电压及电流进行控制调节，无需额外无功补偿装置，为海上能源的大容量远距离输送
、
实现资源的优化配置提供了有效手段
。
[0005]在一种可选的实施方式中，海上风电低频输电系统的运行控制方法还包括：增加换频站工频侧优化控制环节，在保证有功平衡为基础上，以视在功率作为约束
、
满足工频侧需求为目标，对工频侧进行无功电压控制
。
[0006]在一种可选的实施方式中，选取优化目标包括：当风电输出功率大于预设阈值时，以电流分布优化为目标；当风电输出功率小于预设阈值
、
海缆最大电流低于载流量限值时，以送出系统损耗最小为目标
。
在一种可选的实施方式中，系统无功损耗包括：风电机组升压变无功损耗
、
汇集海缆无功损耗与充电无功
、
海上升压站的无功损耗
、
送出海缆无功损耗与充电无功以及陆上换频站无功能力
。
[0007]在一种可选的实施方式中，分析分布特性的过程，包括：计算升压站电压与陆上端电压
、
有功功率
、
无功功率的关系；基于关系及多种电气量参数，分析系统无功损耗及海缆沿线电压和电流分布特性
。
[0008]在一种可选的实施方式中，低频送出海缆的无功及电流分布，应该包括风电功率波动时最大沿线电流和最高电压工况，至少包括满载工况以及空载工况
。
[0009]在一种可选的实施方式中，分析系统无功损耗及海缆沿线电压和电流分布特性，并判断分布特性是否满足要求的过程，包括：将海缆等效为若干段
π
型电路进行沿线电压
、
电流计算；获得电压及电流分布曲线，判断海缆沿线最大电流是否在预设海缆载流量阈值范围，海缆沿线最大电压是否超出相关标准要求；当海缆沿线最大电流不在预设海缆载流量阈值范围
、
海缆沿线最大电压超出相关标准要求，则判定分布特性不满足
。
[0010]在一种可选的实施方式中，建立不同海风出力下风机端最优无功出力表，包括：基于升压站
、
汇集海缆和外送海缆无功电压特性分析，建立不同海风出力下风机端最优无功出力表，实现与陆上换频站协同控制
。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种海上风电低频输电系统的运行控制装置包括：测量监视模块，用于实时测量海上风电低频输电系统的多种电气量参数；海缆电流优化模块，用于依据当前风电输出功率，选取优化目标，并计算风电机组控制策略参考值及换频站低频侧控制策略参考值；计算分析模块，用于基于多种电气量参数，分析系统无功损耗及海缆沿线电压和电流分布特性；风机附加控制策略模块，用于当所述分布特性不满足要求时，建立不同海风出力下风机端最优无功出力表，与陆上换频站协同控制；换频站低频侧附加控制策略模块，用于当协同控制控制结果不满足优化目标时，调整换频站低频侧控制策略参考值，以降低海缆最大电流为目标，通过控制换频站的运行状态，调整低频系统交流电压
。
[0012]在一种可选的实施方式中，海上风电低频输电系统的运行控制装置还包括：换频站工频侧附加控制策略模块，用于在保证有功平衡为基础上，以视在功率作为约束
、
满足工频侧需求为目标，对换频站工频侧进行无功电压控制
。
[0013]第三方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的海上风电低频输电系统的运行控制方法
。
[0014]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的海上风电低频输电系统的运行控制方法
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0016]图1是根据本专利技术实施例的海上风电低频输电系统的拓扑图；
[0017]图2是根据本专利技术实施例的运行控制方法的流程示意图；
[0018]图3是根据本专利技术实施例的运行控制装置的结构框图；
[0019]图4是根据本专利技术实施例的另一运行控制装置的结构框图；
[0020]图5是根据本专利技术实施例的运行控制方法整体流程示意图；
[0021]图6是本专利技术实施例的计算机设备的硬件结构示意图
。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种海上风电低频输电系统的运行控制方法，其特征在于，包括：实时测量所述海上风电低频输电系统的多种电气量参数；依据当前风电输出功率，选取优化目标，并计算风电机组控制策略参考值及换频站低频侧控制策略参考值；基于多种电气量参数，分析系统无功损耗及海缆沿线电压和电流分布特性；当所述分布特性不满足要求时，建立不同海风出力下风机端最优无功出力表，与陆上换频站协同控制；当所述协同控制控制结果不满足所述优化目标时，调整换频站低频侧控制策略参考值，以降低海缆最大电流为目标，通过控制换频站的运行状态，调整低频系统交流电压
。2.
根据权利要求1所述的海上风电低频输电系统的运行控制方法，其特征在于，还包括：增加换频站工频侧优化控制环节，在保证有功平衡为基础上，以视在功率作为约束
、
满足工频侧需求为目标，对换频站工频侧进行无功电压控制
。3.
根据权利要求1所述的海上风电低频输电系统的运行控制方法，其特征在于，选取优化目标的过程，包括：当所述风电输出功率大于预设阈值时以电流分布优化为目标；当所述风电输出功率小于预设阈值
、
海缆最大电流低于载流量限值时，以送出系统损耗最小为目标
。4.
根据权利要求1所述的海上风电低频输电系统的运行控制方法，其特征在于，所述系统无功损耗包括：风电机组升压变无功损耗
、
汇集海缆无功损耗与充电无功
、
海上升压站的无功损耗
、
送出海缆无功损耗与充电无功以及陆上换频站无功能力
。5.
根据权利要求4所述的海上风电低频输电系统的运行控制方法，其特征在于，分析分布特性的过程，包括：计算升压站电压与陆上端电压
、
有功功率
、
无功功率的关系；基于所述关系及多种电气量参数，分析系统无功损耗及海缆沿线电压和电流分布特性
。6.
根据权利要求5所述的海上风电低频输电系统的运行控制方法，其特征在于，分析系统无功损耗及海缆沿线电压和电流分布特性，并判断分布特性是否满足要求的过程，包括：将海缆等效为若干段
π
型电路进行沿线电压
、

【专利技术属性】
技术研发人员：陆振纲，李旭东，谢立军，赵国亮，徐云飞，李卫国，尚佳静，陆翌，裘鹏，倪晓军，丁超，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：