[发明专利]适用于海上风电场的串联多端直流系统的控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种适用于海上风电场的串联多端直流系统的控制方法和装置，包括：基于串联多端直流系统的直流电流、注入电网的无功功率、预设的直流电流参考值和预设的无功功率参考值，采用双闭环控制法，获取位于岸上的换流站的第一参考波；根据第一参考波，对位于岸上的换流站进行控制；在串联多端直流系统的直流电流恒定后，采用基于孤岛运行的V‑F控制法，获取位于海上的换流站的第二参考波；并通过预设的直流偏置值，获取位于海上的换流站的第三参考波；根据第二参考波和第三参考波，对位于海上的换流站的交流侧和直流侧电压进行解耦控制。本发明实施例能够直接适用于现今主要应用的跟网型风机的海上风电场，提高海上风电的输送能力。

技术领域

本发明属于输配电技术领域，尤其涉及一种适用于海上风电场的串联多端直流系统的控制方法和装置。

背景技术

大力发展可再生能源是全球范围内应对气候变化的重要手段。随着陆地上的优质资源逐渐被开发利用，人类开始转向面积更广、资源更为丰富的海洋，海上风力发电成为关注焦点。我国海上风电资源丰富且邻近电力负荷区域，有望成为未来可再生能源发展的主要方向。目前多处海上风场并联形成多端高压直流输电系统是实现远海风电长距离传输的主要方式。随着海上风电规模扩大、数量增多，输电系统容量和电压等级逐渐升高，目前亟须研究一种适用于海上风电场的串联多端直流系统的控制方法。

发明内容

本发明提供一种适用于海上风电场的串联多端直流系统的控制方法和装置，可以直接适用于现今主要应用的跟网型风机的海上风电场而无需改变其风机的控制策略，提高海上风电的输送能力。

本发明实施例提供一种适用于海上风电场的串联多端直流系统的控制方法，所述串联多端直流系统由位于岸上和海上的若干个换流站串联连接组成，其中，所述位于岸上的换流站、所述位于海上的换流站均包括基于全桥模块的模块化多电平换流器；所述控制方法包括：

基于所述串联多端直流系统的直流电流、注入电网的无功功率、预设的直流电流参考值和预设的无功功率参考值，采用双闭环控制法，获取所述位于岸上的换流站的第一参考波；

根据所述第一参考波，对所述位于岸上的换流站进行控制，以使所述串联多端直流系统的直流电流保持恒定；

在所述串联多端直流系统的直流电流恒定后，采用基于孤岛运行的V-F控制法，获取所述位于海上的换流站的第二参考波；并通过预设的直流偏置值，获取所述位于海上的换流站的第三参考波；

根据所述第二参考波和所述第三参考波，对所述位于海上的换流站的交流侧和直流侧电压进行解耦控制，以为所述海上风电场提供稳定的交流侧电压并将海上风电在最大功率点跟踪模式下全部送出。

进一步地，所述采用基于孤岛运行的V-F控制法，获取所述位于海上的换流站的第二参考波，包括：

基于所述串联多端直流系统的三相电压、预设的交流电压参考值、预设的频率，采用基于孤岛运行的V-F控制法，获取所述位于海上的换流站的第二参考波。

进一步地，通过以下步骤，获取所述预设的直流偏置值：

设定所述预设的直流偏置值为所述串联多端直流系统的额定直流电压一半的k倍；其中，所述k值的计算公式如下：

其中，为海上风电场的实时输出功率，I_dc为串联多端直流系统的直流电流，U_{dc_rate}为串联多端直流系统的额定直流电压。

进一步地，通过以下步骤，获取所述预设的直流电流参考值：

设定所述预设的直流电流参考值为至少一个位于岸上的换流站的额定直流电流。