[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

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ΔV_w，ΔV_w称为瞬态压降，ΔV_w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，K_FRT为降压控制的比例系数；

降压控制的比例系数K_FRT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ΔV_w与的关系式：

即ΔV_w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i_wd不能立即响应V_w的变化，风电场输出有功功率ΔP_w的变化量近似为：

式中，代表正常运行时风电场的有功电流，V_w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，ΔP_w越大，ΔP_w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V_w随换流站直流电压V_dch的上升而继续降低，风电场并网电压V_w与直流电压V_dch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V_w的变化实时改变有功电流参考值i_wdref，并及时调整风电场在降压期间的输出有功功率P_w，使有功功率P_w迅速与故障期间网侧换流站注入电网的有功功率P_g平衡，i_wdref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i_wqref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，V_dch和V_w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i_wdref的表达式为：