[发明专利]海上风电DR-MMC混合直流送出系统功率控制方法

说明书

本发明提供了一种海上风电DR‑MMC混合直流送出系统功率控制方法，获取海上风电DR‑MMC混合直流送出系统的参量数据；根据获取的参量数据以及预设控制模型，得到MMC和DR的有功功率分配结果；其中，预设控制模型中，交流侧母线线电压有效值为下垂系数与MMC输出功率的乘积再与d轴交流电压参考值的加和；本发明在d轴控制量外环的电压参考给定值中添加功率下垂环节，实现了送端DR和MMC间有功功率的合理分配，避免了风速骤降导致的功率倒送情况，提高了系统运行的经济性。

技术领域

本发明涉及风电控制技术领域，特别涉及一种海上风电DR-MMC混合直流送出系统功率控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

基于不控二极管整流(Diode Rectifier，DR)的海上风电直流送出方案，具备体积小、成本低、运行控制简单的优势，成为未来极具竞争力的备选方案之一。但DR方案需要海上风电场交流侧具备无源运行能力，同时其启动过程需要交流回线、储能设备或启动电源。

远海风电场的离岸距离一般在100km以上，采用DR-MMC并联送出方式，能够减少平台投资和体积。风电机组考虑66kV汇集方式，从而近一步减小海上平台的空间需求，送出拓扑如图1所示。

发明人发现，在DR-MMC并联系统运行时，由于送端交流系统电压过高，DR直流送出功率超过风电场功率，容易出现MMC(Multilevel Modular Converter，MMC)向风电场侧倒送有功功率的现象，增大了系统损耗，属于不合理的有功功率送出方式，应当予以避免。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种海上风电DR-MMC混合直流送出系统功率控制方法，在d轴控制量外环的电压参考给定值中添加功率下垂环节，实现了送端DR和MMC间有功功率的合理分配，避免了风速骤降导致的功率倒送情况，提高了系统运行的经济性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种海上风电DR-MMC混合直流送出系统功率控制方法。

一种海上风电DR-MMC混合直流送出系统功率控制方法，包括以下过程：

获取海上风电DR-MMC混合直流送出系统的参量数据；

根据获取的参量数据以及预设控制模型，得到MMC和DR的有功功率分配结果；

其中，预设控制模型中，交流侧母线线电压有效值为下垂系数与MMC输出功率的乘积再与d轴交流电压参考值的加和。

进一步的，1.35倍的DR单元数与DR变压器变比的乘积为第一变量，岸上等效直流电压与第一变量的比值为第一电压，d轴交流电压参考值小于或等于第一电压。

进一步的，MMC的输出功率为：第一电压与d轴交流电压参考值的差值再与下垂系数的比值。

进一步的，海上风电DR-MMC混合直流送出系统的输出电流为MMC直流侧输出电流与DR直流侧输出电流的加和；

海上风电DR-MMC混合直流送出系统的输出功率为MMC直流侧输出功率与DR直流侧输出功率的加和。

进一步的，DR直流侧电压与MMC直流侧电压的差值为DR直流侧输出电流与连接电缆及平波电抗的阻值的乘积。

进一步的，若MMC直流侧输出电流与DR直流侧输出电流均以送出方向为正，直流电流的差模分量为：DR直流侧输出电流与MMC直流侧输出电流的差值的0.5倍。

进一步的，若MMC直流侧输出电流与DR直流侧输出电流均以送出方向为正，直流电流的共模分量为：DR直流侧输出电流与MMC直流侧输出电流的加和的0.5倍。