[发明专利]一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法

权利要求书

1.一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，在监测到直流输电系统逆变站的交流母线电压发生跌落时，启动控制，具体包括如下步骤：

S101、采集直流输电系统逆变站的直流电压和整流站的触发角，计算避免整流站近区风电场高电压穿越的直流电流；

S102、采集直流输电系统逆变站的交流母线电压，计算直流电流约束和关断角约束下逆变站的无功交换量允许范围；

S103、根据直流电流约束和关断角约束下逆变站的无功交换量运行范围，确定逆变站直流电流控制策略；

S104、根据确定的逆变站直流电流控制策略，计算逆变站的直流电流控制参考值，并将该直流电流控制参考值设置为直流输电系统的逆变站直流电流指令值，实施控制。

2.根据权利要求1所述的一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，步骤S101中，按以下方法计算避免整流站近区风电场高电压穿越的直流电流：

式中，k₁为整流站的换流变压器变比；N₁为整流站每极中6脉动换流器数；α_rec为整流站触发角；U_acrN为整流站网侧交流母线线电压额定值；U_pcc,max为风电机组高电压穿越的门槛值；X_r1为整流站的等值换相电抗；U_di为逆变站的直流电压；R_d为直流输电线路的等效电阻。

3.根据权利要求2所述的一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，所述整流站触发角α_rec表示为：

式中，K_p和T_i为整流站定电流控制的比例系数和积分时间常数；I_d-ord、I_d-rec分别为整流站直流电流的指令值和实测值，π为圆周率。

4.根据权利要求1所述的一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，步骤S102中，所述逆变站的无功交换量为逆变站与直流输电系统受端交流电网的无功功率交换量，以直流输电系统传输至交流系统为功率正方向，直流电流约束和关断角约束下逆变站的允许无功交换量范围按照以下方法计算：

Q_aci,min≤Q_aci≤Q_aci,max

式中，Q_aci为逆变站的无功交换量，Q_aci,min和Q_aci,max分别为满足直流电流约束和关断角约束的允许无功交换量最小值和无功功率最大值，由下式确定：

式中，Q_ci为逆变站无功补偿装置提供的无功功率；k₂为逆变站换流变压器变比；X_r2为逆变站的等值换相电抗；γ_i为逆变站的额定关断角；γ_lim为避免换相失败的临界关断角；N₂为逆变站每极中6脉动换流器数；U_aci为逆变站交流母线线电压有效值；I_d,v为能够避免整流站近区风电机组高电压穿越的直流电流；I_d,c为能够避免逆变站后续换相失败的直流电流。

5.根据权利要求4所述的一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，避免逆变站后续换相失败的直流电流按照如下方式计算：

式中，φ为不对称故障下换相电压过零点前移角度，μ_i为逆变站换相角。