[发明专利]一种基于动态直流泄能电阻的风电场低电压穿越方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于动态直流泄能电阻的风电场低电压穿越方法。

背景技术

随着全球应对气候变化要求日益提升、能源短缺及能源供给安全形势日趋严峻，可再生能源以其清洁、安全、永续的特点，在各国能源战略中的地位不断提高。在众多可再生能源发电方式中，风力发电以其成本较低、技术较成熟、可靠性较高等优势，得以快速发展并开始在能源供给中发挥越来越重要的作用。2005年至2010年间，全球累计风电装机容量年均增长率为27％，已有83个国家实现风电的商业化开发。2011年，我国已成为世界上风电装机容量最大的国家。

风力资源的大规模开发利用对电网安全稳定运行提出了新的挑战，突出表现为并网风电消纳问题和机组运行可靠性问题，而根本原因在于风能的间歇特性决定了风电功率的波动性。当风电场采用直流并网，尤其是柔性直流并网时虽能实现风电场低电压穿越，但是大都基于降低系统故障期间风电场有功输出能力或闭锁柔性直流换流器。显然上述低电压穿越方案均改变了故障发生前风电并网系统的运行状态。实际上当系统故障清除后，不论风电场还是换流器，任何非正常工况向正常工况切换都需要额外时间，同时也对控制器的鲁棒性提出了更高要求。

发明内容

针对现有技术中转子励磁调节等穿越方案均没有克服风机与故障交流系统直接电气连接、故障期间多余风电功率消耗在风机内部的技术难题，本发明提供一种基于动态直流泄能电阻的风电场低电压穿越方法，通过柔性直流并网且在GSMMC的直流端近端出线处设置由大功率开关器件及耗散电阻串联而成的动态直流泄能电阻，以实现风机故障期间顺利穿越，同时动态直流泻能电阻与GSMMC的协调控制将确保故障清除后，风电场输出功率迅速恢复，且恢复速率远大于电力系统行业标准相关技术指标。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种基于动态直流泄能电阻的风电场低电压穿越方法，所述方法包括以下步骤：

建立风电场直流并网模型；

确定动态直流泄能电阻的阻值；

设定动态直流泄能电阻的动作保护判据；

确定动态直流泄能电阻投入动作持续时间；

故障清除后动态直流泄能电阻退运控制。

所述风电场直流并网模型包括风电场、WFMMC、GSMMC和交流系统；所述风电场通过WFMMC和GSMMC依次连接到交流系统；所述风电场与WFMMC之间、所述WFMMC与GSMMC分别设置第一断路器QF1和第二断路器QF2。

动态直流泄能电阻的阻值用R_chop表示，有：

Rchop=VPN2Pdiss=(k*VPN*)2Pwf-PGSfal---(1)]]>

其中，V_PN为直流线路实际电压，为直流线路额定电压，P_diss为动态直流泄能电阻的耗散功率，k为动态直流泄能电阻的保护动作阈值系数，P_wf为风电场输出的有功功率，为交流系统故障期间GSMMC输出的有功功率。