[发明专利]一种基于电能潮流变换的柔性调控系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于电能潮流变换的柔性调控系统和方法。系统包括风力或太阳能发电等新能源发电设备、升压设施、第一变压设备、第一换流装置、第二换流装置、第二变压设备、电网。新能源发电设备输出交流电压，由升压设施升压至220kV交流，通过第一换流装置进行交直流变换，再通过第二换流装置进行直交流变换，通第二变压设备并入电网。本发明平抑可再生能源发电的波动性、间歇性等问题，降低其对电网产生的冲击，实现对电网电能潮流变化的柔性调控。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种基于电能潮流变换的柔性调控系统和方法。

背景技术

我国风能、太阳能资源丰富，风力发电、太阳能发电等新能源发电已经规模化发展，发电容量迅速提高。随着新能源发电技术的快速发展及国家对新能源发电政策的扶持和各地方政府的积极推进，新能源发电成为未来电力系统的重要发电形式。我国新能源资源基地主要分布在东部沿海以及西部内陆等较偏远地区，目前，电力通常经过高压直流或交流进行传输。但是因新能源发电并网后，由于其自身的间歇性和波动性，导致多点位多时间周期内的电网潮流变换频繁，对电网形成冲击，对电网电能质量产生影响。因此，随着新能源并网容量的不断增加，未来电力网络应具备消纳大规模可再生能源发电的能力，并且输电系统应能够有效地隔离新能源发电对交流电网造成的不利影响。

柔性直流输电技术由于在新能源并网领域的显著优势而成为适合新能源接入电网的电力传输方式。新能源经柔性直流技术向交流系统供电时会解耦新能源和交流电网的频率联系，对电网频率变化体现无阻尼特性，当新能源产生波动时，其频率稳定性很低，接入电网会导致直流系统和交流系统的不稳定运行。因此，柔性直流输电系统需要利用具有良好动态性能的控制方法来提高新能源并网的稳定性和可靠性。

如何通过直流电网和低压柔性交直流分配设备的综合应用，平抑可再生能源发电的波动性、间歇性等问题，最大限度的降低其对电网产生的冲击，并可有效的降低目前大量存在的弃风、弃光等问题，实现可再生能源的有效开发利用，实现对电网电能潮流变化的柔性调控，解决因潮流变换对电网形成的冲击和影响，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于电能潮流变换的柔性调控系统和方法，具体采用如下技术方案：

一种基于电能潮流变换的柔性调控系统，包括：新能源发电设备11、升压设施12、第一变压设备13、第一换流装置14、第二换流装置15、第二变压设备16、电网17；

所述新能源发电设备11输出交流电压，由升压设施12升压至220kV交流，通过第一换流装置14进行交直流变换，再通过第二换流装置15进行直交流变换，通第二变压设备16并入电网17；

所述第一换流装置14包括正极换流器和负极换流器；所述正极换流器包括正极变压器21、正极电路电阻22、正极电路电抗23、正极VSC24；所述负极换流器包括负极变压器25、负极电路电阻26、负极电路电抗27、负极VSC28；

所述第二换流装置15包括第二换流VSC81、第二换流电路电抗82、功率计算模块83、锁相环84、第三dq变换模块85、直流电压控制模块86、第二电流控制模块87、第四dq变换模块88、第三SPWM控制模块89。

本发明还涉及一种基于电能潮流变换的柔性调控方法，用于如上所述的基于电能潮流变换的柔性调控系统，包括下列步骤：

S1.交流电压Up与交流端电压参考值Upref之间的误差，进行比例积分运算，其结果作为调制比M，和控制系统给出的设定频率fref共同生成三相电压基波分量的控制目标值Uc1a、Uc1b、Uc1c；

S2.根据控制目标值Uc1a、Uc1b、Uc1c，采用SPWM方法，控制正极VSC24中IGBT的导通和关断；

S3.控制系统给出的交流电压Up的频率设置值Wref进行积分运算，其结果Qs作为同步相位信号输出；