[发明专利]一种辐射型直流海上风电场电压控制方法及系统

权利要求书

1.一种辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，包括：

1)接收调度部门给出风电场的有功功率参考并分别计算当前的功率损失P_loss以及系统灵敏度并确定当前的工作模式；

2)根据有功功率参考功率损失P_loss、系统灵敏度以及当前的工作模式基于预设的辐射型直流海上风电场的离散化预测模型求解最佳有功功率参考以及中压参考V_s^ref；

3)将最佳有功功率参考输出至直流风力发电机组的控制系统以调节直流风力发电机组中每台风机的端电压V_wt以及输出功率P_wt,将中压参考V_s^ref输出至高压DC/DC变换器以控制高压DC/DC变换器的变流器电压V_s。

2.根据权利要求1所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤1)中当前的功率损失P_loss的计算函数表达式为：

上式中，P_Loss(k)表示任意k时刻的功率损失P_loss，P_wt是输出的有功功率，ΔP_wt是有功功率的增量，V_S表示松弛母线电压，ΔV_S表示松弛母线电压V_S的增量，表示系统初始功率损耗。

3.根据权利要求2所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤1)中计算系统灵敏度采用下式所示的系统灵敏度模型：

上式中，P_i和P_l分别为i点和l点注入的有功功率P_loss，V_i为i点电压，V_j为j点电压，S为松弛母线集合，N为有功率注入的端点集合，i∈N，s∈S，Y_bus,ij是节点ij之间的导纳；所述系统灵敏度模型为关于是线性的，通过求解所述系统灵敏度模型，得到任意l点功率注入对于i点电压V_i变化的灵敏度

4.根据权利要求3所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤1)中确定当前的工作模式包括：如果所有终端母线电压保持在安全范围内，确定当前的工作模式为经济运行模式，所述经济运行模式的主要控制目标是最小化风电场内的功率损耗，并在跟踪调度命令的同时将电压保持在安全范围内；一旦任何终端总线电压达到高/低模式决策电压，则确定当前的工作模式为电压控制模式，所述电压控制模式的主要控制目标是最小化终端母线电压与额定电压的偏差。

5.根据权利要求4所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤2)中辐射型直流海上风电场的离散化预测模型的函数表达式为：

Δx(k+1)＝A_dΔx(k)+B_dΔu(k)

上式中，Δx(k+1)为第k+1次迭代的系统状态矩阵和控制矩阵，Δx(k)和Δu(k)分别为第k次迭代的系统状态矩阵和控制矩阵，A_d和B_d分别为包含采样时间ΔT_p的系数矩阵，k＝1,2,…,N_p，N_P为预测区间的总预测步数；其中：

Δx(k)＝[ΔV_d(k),ΔP_wt,1(k),ΔP_wt,2(k),...,ΔP_wt,Nw(k)]^T

上式中，ΔV_d(k)和分别为松弛母线电压测量值和参考值的增量，ΔP_wt,1(k),ΔP_wt,2(k),...,ΔP_wt,Nw(k)分别为各台风机输出的有功功率增量值的增量，分别为各台风机输出的有功功率的参考值的增量。