[发明专利]高比例风电交直流送端电网协同故障穿越方法及装置

说明书

本发明公开了一种高比例风电交直流送端电网协同故障穿越方法及装置，通过实时采集风机端电压参数，并判断风机端电压参数是否满足预设电压范围，若满足则风机不采取任何措施，否则执行第一协同控制策略，并实时检测是否接收到LCC‑HVDC控制站的故障信号，若检测到故障信号则判为发生直流故障，执行第二协同控制策略，直到根据实时检测的LCC‑HVDC控制站的故障信号判断直流故障消除；否则继续执行第一协同控制策略，直到根据实时检测的风机端电压参数判断交流故障清除；本发明解决了常规双馈风机发生直流故障时引起的送端风机连锁脱网，适用送端风机的交流故障和直流故障，提高了风机自身的故障穿越能力。

技术领域

本发明涉及送端风机协同故障穿越技术领域，具体涉及一种高比例风电交直流送端电网协同故障穿越方法及装置。

背景技术

我国的风能资源主要集中在“三北”地区，而用电负荷中心在中东部区域，资源和负荷的这一逆向分布特征使得我国风能开发具有大规模开发、远距离送出的特点，通常采用电网换相换流器高压直流输电（Line commutated converter based high voltagedirect current,LCC-HVDC）送出。然而LCC-HVDC容易发生闭锁、连续换相失败等直流故障，在送端系统造成高电压或者更复杂的“先低后高”扰动。此外，风电场通常位于电网末端，直流配套火电建设滞后，送端系统网架薄弱。在此背景下，当直流系统发生故障时，容易造成风机的脱网，甚至发展为连锁故障，严重威胁了电力系统的安全稳定，制约了特高压直流跨区新能源消纳能力。

目前，针对风机本身的故障穿越主要关注单纯的由交流故障引起的低电压或高电压下的故障穿越，所提出的故障穿越策略在直流故障造成的复杂扰动下可能不适用；针对直流故障引发的暂态电压扰动，大多从协同同步调相机、无功补偿装置等角度出发，这类方案一定程度上能抑制过电压幅值，但风机本身的故障穿越能力未得到提升，在交流故障下无法抑制风机脱网，且未充分利用风机自身的调节能力。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种高比例风电交直流送端电网协同故障穿越方法及装置。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一方面，一种高比例风电交直流送端电网协同故障穿越方法，包括以下步骤：

S1、实时采集风机端电压参数；

S2、判断步骤S1中风机端电压参数是否满足预设电压范围，若满足则风机不采取任何措施，否则进入步骤S3；

S3、执行第一协同控制策略，并实时检测是否接收到LCC-HVDC控制站的故障信号，若检测到故障信息则判为发生直流故障，进入步骤S4，否则判为发生交流故障，进入步骤S6；

S4、执行第二协同控制策略；

S5、根据实时检测的LCC-HVDC控制站的故障信号判断直流故障是否清除，若故障清除则风机回到正常运行状态，否则返回步骤S4；

S6、继续执行第一协同控制策略；

S7、根据实时检测的风机端电压参数判断交流故障是否清除，若清除则风机回到正常运行状态，否则返回步骤S6。

进一步地，步骤S3中第一协同控制策略的构建方法具体包括以下分步骤：

A1、采集风机系统中各数据参数；

A2、根据步骤A1中数据参数内三相定子电压与三相定子电流计算定子磁链的正序分量、负序分量以及直流分量；

A3、根据步骤A2中定子磁链的负序分量以及直流分量计算去磁电流，表示为：