[发明专利]大规模海上风电经柔性直流外送的协同故障穿越方法有效

专利信息
申请号: 201910228789.9 申请日: 2019-03-25
公开(公告)号: CN109755966B 公开(公告)日: 2020-08-04
发明(设计)人: 李卫星;朱蒙;晁璞璞;牟晓明 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: H02J3/38 分类号: H02J3/38
代理公司: 哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司 23213 代理人: 岳昕
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 大规模 海上 风电经 柔性 直流 协同 故障 穿越 方法
【权利要求书】:

1.大规模海上风电经柔性直流外送的协同故障穿越方法,其特征在于,所述方法为:

在故障期间,送端系统通过分段降压控制与风电机组的有功电流降低控制相配合以减少风电场并网点的降压深度;

所述分段降压控制通过结合强制降压控制和下垂控制来提升降压速率和减载效率;

所述强制降压控制的具体过程为:

降压控制启动后,风电场并网电压立即降低ΔVw,ΔVw称为瞬态压降,ΔVw的表达式为:

式中,和分别为降压控制启动和退出对应的直流电压阈值,KFRT为降压控制的比例系数;

降压控制的比例系数KFRT的表达式为:

为系统正常运行时风电场并网电压;为风电场并网电压的最低限值,为直流电压最大限值;

将公式(2)代入公式(1),获得ΔVw与的关系式:

即ΔVw仅与有关;

降压控制启动后,当时,风电机组的网侧换流器控制系统直接切换至有功电流降低模式,由于网侧换流器的有功电流iwd不能立即响应Vw的变化,风电场输出有功功率ΔPw的变化量近似为:

式中,代表正常运行时风电场的有功电流,Vw代表风电场并网电压,为风电机组由直流电压控制模式向有功电流降低控制模式切换的电压阈值;

将公式(3)代入公式(4),得到

即越小,ΔPw越大,ΔPw越大表明风电场输出有功功率降低越多,为换流站直流电压提供的上升裕度越大;

在故障清除后,送端系统通过自适应升压控制配合风电机组的有功电流上升控制来实现MMC-HVDC直流电压与风电场输出有功功率的自适应恢复。

2.根据权利要求1所述的大规模海上风电经柔性直流外送的协同故障穿越方法,其特征在于,所述下垂控制的具体过程为:

强制降压阶段后,风电场并网电压Vw随换流站直流电压Vdch的上升而继续降低,风电场并网电压Vw与直流电压Vdch设计为线性关系,即

同时,风电机组的有功电流降低控制按照Vw的变化实时改变有功电流参考值iwdref,并及时调整风电场在降压期间的输出有功功率Pw,使有功功率Pw迅速与故障期间网侧换流站注入电网的有功功率Pg平衡,iwdref的表达式为:

式中,为风电机组由直流电压控制模式向有功电流降低控制模式切换的电压阈值;

为了防止与降压控制产生冲突,有功电流降低控制的无功电流参考值iwqref与正常运行时相同,即

式中,代表正常运行时风电场的无功电流。

3.根据权利要求2所述的大规模海上风电经柔性直流外送的协同故障穿越方法,其特征在于,所述自适应升压控制的具体过程为:

在直流电压由最大值降落至降压控制退出对应的直流电压阈值期间,Vdch和Vw始终保持线性关系:

在风电场并网电压时,风电机组一直运行在有功电流上升控制模式,有功电流参考值iwdref的表达式为:

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