[发明专利]新能源孤岛电网送出系统的送端交流耗能控制方法及装置

说明书

本发明涉及柔性直流输电技术领域，公开了新能源孤岛电网送出系统的送端交流耗能控制方法及装置。本发明由送端柔性直流换流站在检测到任一极处于解锁状态且目标性能参数满足可能故障条件时发送目标信号，促使送端交流耗能控制系统投入合适数量的交流耗能装置，若一定时间内检测到受端柔性直流换流站发送的直流故障信号，则检测是否接收到直流控制保护系统发送的切除交流耗能指令，在接收到切除交流耗能指令时按预置间隔时间逐组切除已投入的交流耗能装置；若未接收到直流故障信号则立即按预置间隔时间逐组切除已投入的交流耗能装置。本发明能够在不依赖保护信号的交流耗能投入策略下快速准确投入交流耗能，实现直流故障自清除，控制复杂度较低。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，尤其涉及新能源孤岛电网送出系统的送端交流耗能控制方法及装置。

背景技术

新能源基地大多建设在偏远地区，当地负荷水平低、网架结构薄弱，新能源孤岛稳定外送需求明显。构建新能源孤岛电网经柔性直流架空线送出的新能源孤岛电网送出系统是解决该新能源孤岛稳定外送需求的可行手段。

目前，新能源孤岛电网送出系统一般包括新能源电场、送端柔性直流换流站、受端柔性直流换流站和直流架空线，新能源电场通过三相交流母线共同连接至送端柔性直流换流站，送端柔性直流换流站通过双极的直流架空线与受端柔性直流换流站连接，送端柔性直流换流站、直流架空线和受端柔性直流换流站构成真双极直流系统。

然而，由于送端系统为孤岛运行，当新能源孤岛电网送出系统发生直流故障时，送端会出现功率盈余，此时送端需要根据线路保护信号投入交流耗能来吸收盈余功率。若直流架空线路比较长，在线路末端发生直流故障时，实际直流工程中送端的线路保护有可能会检测不到直流故障的发生，此时便需要通过站间通信系统接收来自受端站转发的直流故障信号，送端系统根据此信号投入交流耗能吸收盈余功率。根据工程经验，换流站间距离越远，站间通信延时越长。在单极直流故障发生到交流耗能投入前的这段时间内，送端盈余功率会持续对送端正常极和故障极的子模块电容进行充电。如果送端系统的交流耗能未能及时投入以吸收盈余功率，送端子模块电容会过压而导致真双极直流系统停运跳闸。

为解决上述问题，专利申请号为202211049516.6的中国专利提供一种新能源孤岛电网送出系统的直流故障自清除方法，该方法在原有新能源孤岛电网送出系统的架构上在新能源电场与送端柔性直流换流站之间增加交流耗能装置，该方法中，送端采用定交流电压和频率控制策略，受端有且只有一个采用定直流电压控制策略，其余受端采用定有功功率控制策略，同时，送端柔性直流换流站各极实时检测流出本极的直流电流，受端柔性直流换流站各极实时检测流入本极的直流电流，根据直流电压和电流判断线路是否发生直流故障，在检测到直流故障发生后，根据各自的控制策略自动进行直流故障清除，并配合送端交流耗能实现送端孤岛的能量平衡。该方法仅基于直流电压和电流判断是否发生直流故障，直流故障判定精度还有待提高，且受端柔性直流换流站各极根据各自的控制策略自动进行直流故障清除，控制复杂度较高。

发明内容

本发明提供了新能源孤岛电网送出系统的送端交流耗能控制方法及装置，能够在不依赖保护信号的交流耗能投入策略下实现快速准确投入交流耗能，交流耗能投入控制的复杂度较低，解决了目前新能源孤岛电网送出系统在发生直流故障时，由于送端交流耗能未能及时投入而引起送端柔性直流换流站的子模块电容过压，从而导致真双极直流系统停运跳闸的技术问题。

本发明第一方面提供一种新能源孤岛电网送出系统的送端交流耗能控制方法，新能源孤岛电网送出系统包括新能源电场、送端柔性直流换流站、受端柔性直流换流站、直流架空线和交流耗能装置，新能源电场通过三相交流母线共同连接至送端柔性直流换流站，交流耗能装置连接在新能源电场与送端柔性直流换流站之间，送端柔性直流换流站通过双极的直流架空线与受端柔性直流换流站连接，送端柔性直流换流站和直流架空线以及受端柔性直流换流站构成真双极直流系统，所述真双极直流系统连接直流控制保护系统，各所述交流耗能装置连接送端交流耗能控制系统，所述方法应用于送端交流耗能控制系统，所述方法包括：