[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

说明书

本发明涉及一种基于层次化保护的海上风电升压站负荷控制系统及方法。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；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。

技术领域

本发明涉及一种基于层次化保护的海上风电升压站负荷控制系统及方法。适用于海上风电技术领域。

背景技术

近年来我国海上风电产业发展呈现加速趋势，海上风电竞价上网时代即将来临。海上风电施工成本和设备投资高昂，通过对海上风电场关键设备进行系统性降本对于提高风电投资效益非常重要。另一方面，由于海上风电出力的间歇性与波动性特点，在负荷低谷和风机高出力时段，对于实施精准切除风机策略，以保证电网定量调峰能力，从而提升电网对海上风电消纳能力的需求也十分迫切。为达成上述目标，提高二次设备的智能化水平、提高装置的可靠性和稳定性、合理精简二次设备的配置是目前海上风电二次技术的发展方向。

为了保证电网的负荷安全稳定运行，在海上风电接入电网的系统站侧通常安装有负荷控制主机。当主机检测到系统线路潮流超过正常载流能力限额，但不超过线路事故后载流能力限额时，向风电场升压站的负荷控制从机发送减出力告警信号；当检测到系统线路潮流超过事故后载流能力限额时，向海上风电场升压站的负荷控制从机发送切机信号。

通常来讲，海上风电升压站的风力发电负荷控制需要通过增加单独的控制设备来实现，且控制策略仅局限于提供切除海上升压变压器的控制方式，不能精确地做到对多个风机进线的控制，控制策略不够灵活，不利于提高海上风电的负荷控制性能，不能有效减少风电场电量损失，风电场的发电效益得不到保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于层次化保护的海上风电升压站负荷控制系统及方法。

本发明所采用的技术方案是：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。

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；