[发明专利]基于层次化保护的海上风电升压站负荷控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于层次化保护的海上风电升压站负荷控制系统，其特征在于：该系统的空间配置为就地层、站域层和广域层，其中就地层与站域层之间通信连接，站域层和广域层之间通信连接；

所述就地层具有智能就地保护测控装置，站域层具有站域保护及负荷控制装置，广域层具有线路负荷过载监测装置，其中：

所述线路负荷过载监测装置，用于监测线路过负荷状态，当检测出负荷过载或故障时，向所述站域保护及负荷控制装置发送减出力或切机信号；

所述智能就地保护测控装置，用于实时获取各风机集电线路实时功率，并上传至所述站域保护及负荷控制装置；

所述站域保护及负荷控制装置，用于根据减出力信号、各风机集电线路实时功率结合控制策略表选择减出力的风机集电线路单元，并向相应的智能就地保护测控装置发送切机信号；

所述站域保护及负荷控制装置，还用于根据第一轮切机信号向出力较大的升压变压器对应的智能就地保护测控装置发送切机信号，根据第二轮切机信号向剩余升压变压器对应的智能就地保护测控装置发送切机信号。

2.根据权利要求1所述的基于层次化保护的海上风电升压站负荷控制系统，其特征在于，所述线路负荷过载监测装置的线路负荷过载判断方法，包括：

当电流或功率满足I≥I_qd或P≥P_qd后，时间满足t≥T_qd时，发出过载启动信号；

在过载启动信号发出后，当电流或功率满足I≥I_qj1或P≥P_qj1，时间满足t≥T_qj1时，发出第一轮过载切机命令；

在过载启动信号发出后，当电流或功率满足I≥I_qj2或P≥P_qj2，时间满足t≥T_qj2时，发出第二轮过载切机命令；

其中，I为线路负荷过载监测装置采集的线路电流，P为线路负荷过载监测装置计算的线路功率，I_qd为过载启动电流定值，P_qd为过载启动功率定值，Tqd为过载启动时间定值，I_qj1为第一轮切机电流定值，P_qj1为第一轮切机功率定值，T_qj1为第一轮切机时间定值，I_qj2为第二轮切机电流定值，P_qj2为第二轮切机功率定值，T_qj2为第二轮切机时间定值。

3.根据权利要求1所述的基于层次化保护的海上风电升压站负荷控制系统，其特征在于，所述根据减出力信号、各风机集电线路实时功率结合控制策略表选择减出力的风机集电线路单元，包括：

根据所有风机实时功率P_i、切除负荷总量P_q，结合控制策略表内切负荷敏感度排序，确定需要切除的风机进线单元及切除顺序。

4.一种权利要求1～3任意一项所述基于层次化保护的海上风电升压站负荷控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

站域保护及负荷控制装置生成控制策略表，通过在线分析计算，根据智能升压站的风机出力和切机容量，得出不同运行方式下，故障类型、断面功率对应的切机队列和切机对象；

智能就地保护测控装置实时获取风机进线间隔单元的采样值和信号量数据，并上传至站域保护及负荷控制装置；

陆上系统站的线路负荷过载监测装置判断线路负荷过载状态和线路故障状态，根据线路异常判据，检测出线路发生负荷过载或故障，向海上升压站的站域保护及负荷控制装置发送减出力或切机信号；

站域保护及负荷控制装置对线路负荷过载监测装置发出的减出力告警信号进行检测，确定收到减出力告警信号后，获取各风机集电线路的实时功率，启动故障判断并识别方式，计算减出力功率，查询控制策略表，选择减出力的风机集电线路单元，向对应的智能就地保护测控装置发送切机信号；

站域保护及负荷控制装置对线路负荷过载监测装置发出的切机信号进行检测，确定收到第一轮切机信号后，向出力较大的一台升压变压器的智能就地保护测控装置发送切机信号；若后续收到第二轮切机信号，向剩余的所有升压变压器的智能就地保护测控装置发送切机信号。