[发明专利]一种平抑新能源出力波动的柔性直流输电系统协调控制方法

说明书

本发明公开了一种平抑新能源出力波动的柔性直流输电系统协调控制方法，包括步骤：采集风电场的有功功率和光伏电站的有功功率，获得总有功功率实际值P_real；得到滤波后的总有功功率参考值P_ref；将滤波后的总有功功率参考值，与风电场和光伏电站发出的总有功功率实际值相减，根据差值绝对值，对应获得半桥子模块的电容电压修正值ΔU_cref；将半桥子模块的电容电压修正值，与初始电容电压参考值U_cref相加并限幅，得到修正后的电容电压参考值U_cref^*；计算得到每桥臂需投入的半子模块个数。本发明调整MMC中半桥子模块的电容电压参考值的取值方式，使之与新能源出力情况相关联，从而平抑新能源出力变化对受端交流电网的扰动。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，特别是涉及一种平抑新能源出力波动的柔性直流输电系统协调控制方法。

背景技术

目前，我国当前经济社会发展既面临日趋强化的资源环境制约，也面临全球应对气候变化的挑战，正逐步建立绿色多元的能源供应体系。在众多可再生能源中，风能资源与太阳能资源是较为成熟的能源类型，但由于风能和太阳能都具有一定的随机性和间歇性，而常规发电机组的备用容量、爬坡能力、调峰能力有限，因此，电网接纳此类间歇性能源能力的研究成为了新能源并网发电规划的基础。

为解决此问题，第一方面，可采用风光互补的发电形式。由于风能和太阳能在时间和地域上天然具有很强的互补性，大型风光互补发电系统是可再生能源极有前途的一种高效利用形式。与单独大规模风力发电及光伏发电相比，风光互补发电系统能使功率输出较平稳，可增加电网对间歇性可再生能源的吸收接纳程度。

第二方面，可通过相应协调控制策略平抑受端电网冲击。基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)的柔性直流输电系统能够与无源电网直接相连，所需无功补偿和换流站占地面积都相对较小，可以实现有功和无功功率的解耦控制，在新能源并网领域具有显著的技术优势。

目前，对于第一方面的研究已较为充分，但对于第二方面，尚未有较为成熟的解决策略。事实上，随着柔性直流输电技术的普及，其已经成为新能源并网的重要组成形式。因此，如何充分、有效利用MMC中的半桥子模块内部电容，平抑受端电网收到的冲击，将成为提升风电、光伏等新能源并网消纳能力的重要技术路线。

但是，目前，现有策略中，模块化多电平换流器MMC中的半桥子模块的电容电压参考值为恒定值，并不与风电、光伏等新能源的出力情况相关联。在此种情况下，无法有效利用模块化多电平换流器MMC中半桥子模块的电容来平抑新能源的出力波动，受端电网受到的冲击较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种平抑新能源出力波动的柔性直流输电系统协调控制方法，其对模块化多电平换流器MMC中半桥子模块的电容电压参考值的取值方式进行了调整，使之与风电场提供的风能和光伏电站提供的太阳能等新能源的出力情况相关联，从而通过柔性直流输电系统自身电容电压的波动，平抑新能源出力变化对受端交流电网的扰动，从而提升受端交流电网对于新能源发电的并网消纳能力，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种平抑新能源出力波动的柔性直流输电系统协调控制方法，所述柔性直流输电系统包括风电场、光伏电站、送端换流站、受端换流站和受端交流电网，其中：

风电场，用于提供风能；

光伏电站，用于提供太阳能；

送端换流站，分别与风电场和光伏电站通过第一交流输电线路相导电连接，用于将风电场和光伏电站输送过来的三相交流电，转换为直流电，然后通过直流输电线路输送给受端换流站；

受端换流站，通过直流输电线路与送端换流站相连接，用于接收送端换流站输送过来的直流电，然后转换为三相交流电后，然后通过第二交流输电线路输送给受端交流电网；