一种新能源外送系统及直流整流侧控制参数的整定方法技术方案

本发明专利技术提供一种新能源外送系统及直流整流侧控制参数的整定方法，系统包括新能源发送电路、VSC、LCC、火电机组和负荷中心，其中，新能源发送电路与所述火电机组并网连接LCC；在新能源发送电路的远端与LCC之间连接有VSC；LCC与负荷中心相连接。本发明专利技术针对新能源与火电捆绑直流外送系统，将新能源用直流汇集后经VSC变流器逆变接入LCC整流变流器交流母线为交流母线提供就地无功补偿，减少对火电机组稳定运行的影响。一方面为了充分利用已有的火电基地直流远距离送出线路，另一方面为可利用柔性直流输电系统VSC的灵活性将波动性的新能源出力作为传统直流送出的支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源外送系统及直流整流侧控制参数的整定方法
本专利技术涉及新能源输送领域，尤其涉及一种新能源外送系统及直流整流侧控制参数的整定方法。
技术介绍
大规模风电采用基于LCC-HVDC进行并网时，送端LCC-HVDC被视为无源负载，如果在并网处没有交流电压源支撑，则LCC变流器可能无法正常换向，为此相关的研究单位提出了新能源与火电打捆送出的想法，在送端电网配置一定的同步火电机组提供同步支撑，来实现新能源的有效送出。但是该方案的使用有一定的局限性，尤其是需要在新能源基地配置大量的火电，即在开发新能源的同时，当地还要配套上一定装机火电，且针对新能源出力的波动性，火电机组还需要频繁的调节，增大了整个系统运行的风险。
技术实现思路
本专利技术提供一种新能源外送系统及直流整流侧控制参数的整定方法，以解决现有技术中由于新能源出力的波动性，增加系统运行风险的技术问题。本专利技术提供一种新能源外送系统，所述系统包括新能源发送电路、VSC、LCC、火电机组、负荷中心，其中，新能源发送电路与所述火电机组并网连接LCC；在新能源发送电路的远端与LCC之间连接有VSC；LCC与负荷中心相连接。优选的，所述新能源发送电路与所述火电机组通过变压器与LCC电连接。优选的，所述方法包括：设定新能源直流汇集与火电打捆直流送出系统的容量；根据所述新能源直流汇集与火电打捆直流送出系统构建仿真系统模型；确定仿真分析边界条件；通过LCC整流侧的功率-频率曲线和火电机组调速系统功率—转速下垂曲线对比新能源电站出力变化对火电机组调速的影响，确定直流整流侧控制参数。所述确定仿真分析边界条件包括：设定LCC整流侧的功率-频率曲线的斜率Kf的初值和火电机组调速系统功率—转速下垂曲线的斜率Kw的初值；统计和设定新能源电站出力波动变化率；设定LCC送出系统功率振荡允许值。优选的，所述LCC整流侧的功率-频率曲线为：PLCCr＝PLCCr0+Kf*(f-f0)，其中，PLCCr为rLCC功率给定值、PLCCr0为rLCC功率给定值初始值、Kf为有功功率-频率比例曲线的斜率；f为rLCC交流母线频率；f0为rLCC交流母线额定频率。优选的，所述火电机组调速系统功率—转速下垂曲线为Pg＝Pg0+Kω*(ω0-ω)，其中，Pg为火电机组输出功率、Pg0为火电机组输出功率初始值、Kw为功率—转速下垂曲线的斜率、w为火电机组转速、w0为火电机组额定转速。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术提供一种新能源外送系统及直流整流侧控制参数的整定方法，系统包括新能源发送电路、VSC、LCC、火电机组和负荷中心，其中，新能源发送电路与所述火电机组并网连接LCC；在新能源发送电路的远端与LCC之间连接有VSC；LCC与负荷中心相连接。方法包括：设定新能源直流汇集与火电打捆直流送出系统的容量；根据所述新能源直流汇集与火电打捆直流送出系统构建仿真系统模型；确定仿真分析边界条件；通过LCC整流侧的功率-频率曲线和火电机组调速系统功率—转速下垂曲线对比新能源电站出力变化对火电机组调速的影响，确定直流整流侧控制参数。本专利技术针对新能源与火电捆绑直流外送系统，将新能源用直流汇集后经VSC变流器逆变接入LCC整流变流器交流母线为交流母线提供就地无功补偿，减少对火电机组稳定运行的影响。一方面为了充分利用已有的火电基地直流远距离送出线路，另一方面为可利用柔性直流输电系统VSC的灵活性将波动性的新能源出力作为传统直流送出的支撑。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明图1是本专利技术实施例中提供的一种新能源外送系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中提供的一种直流整流侧控制参数的整定方法的方法流程图；图3是本专利技术实施例中提供的一种步骤S103的方法流程图；图4是本专利技术实施例中提供的一种光伏电站与火电厂捆绑外送系统结构的结构示意图；图5是本专利技术实施例中提供的不同Kf取值的系统运行特性线图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置的例子。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。请参考图1，所示为本专利技术实施例中提供的一种新能源外送系统的结构示意图。由图1可见，所述系统包括新能源发送电路、VSC(电源变换器，英文全称：voltagesourceconverter)、LCC(电网换相型换流器，英文全拼为linecommutatedconverter)、火电机组和负荷中心，其中，新能源发送电路与所述火电机组并网连接LCC；在新能源发送电路的远端与LCC之间连接有VSC；LCC与负荷中心相连接。LCC包括依次连接的rLCC(LCC整流器，英文全称：LCCrectifier)和iLCC(LCC逆变器，英文全称：LCCinverter)。新能源直流汇集电能后，经直流电缆传输至远端VSC变流器逆变，利用iMMC(模块化多电平变流逆变器，英文全称：MMCinverter)，并通过变压器连接在LCC整流变流器交流母线上，进而与火电厂捆绑经原有LCC-HVDC外送至负荷中心。VSC采用定直流电压控制稳定光伏电站出口直流电压；由于MMC(模块化多电平变流器，英文全称：ModulatorMultilevelConverter)采用矢量控制，因此，可以为LCC交流母线提供就地无功补偿。这种结构减弱了新能源的波动对直流送出系统的影响，不仅充分利用了原有直流输电线路，又增加了系统运行的灵活性。优选的，所述新能源发送电路与所述火电机组通过变压器与LCC电连接。请参考图2，所示为本专利技术实施例中提供的一种直流整流侧控制参数的整定方法的方法流程图。由图2可见，所述方法包括：步骤S101：设定新能源直流汇集与火电打捆直流送出系统的容量。步骤S102：根据所述新能源直流汇集与火电打捆直流送出系统构建仿真系统模型。步骤S103：确定仿真分析边界条件。步骤S104：通过LCC整流侧的功率-频率曲线和火电机组调速系统功率—转速下垂曲线对比新能源电站出力变化对火电机组调速的影响，确定直流整流侧控制参数。根据研究系统，确定新能源接入电网的容量与火电、直流系统的容量等信息，将系统简化成为图1所示系统。在仿真软件MATLAB或者PSCAD中搭建仿真系统的模型，其中新能源采用直流汇集，采用定直流电压控制方式。进一步的，所述步骤S102中，仿真分析边界条件确定。设定分析的边界条件包括：设定LCC整流侧的功率-频率kf的初值；设定火电机组调速系统Kw的初值；设定新能源电站出力波动变化率；设定LCC送出系统功率振荡允许值。进一步的，所述步骤S103中，根据新能源电站出力变化对火电机组调速影响，最终确定调速系统死区和直流控制参数。请参考图3，所示为本专利技术实施例中提供的一种步骤S103的方法流程图。由图3可见，所述步骤S103包括：步骤S1031：设定LCC整流侧的功率-频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源外送系统，其特征在于，所述系统包括新能源发送电路、VSC、LCC、火电机组、负荷中心，其中，新能源发送电路与所述火电机组并网连接LCC；在新能源发送电路的远端与LCC之间连接有VSC；LCC与负荷中心相连接。

【技术特征摘要】
1.一种新能源外送系统，其特征在于，所述系统包括新能源发送电路、VSC、LCC、火电机组、负荷中心，其中，新能源发送电路与所述火电机组并网连接LCC；在新能源发送电路的远端与LCC之间连接有VSC；LCC与负荷中心相连接。2.根据权利要求1所述的新能源外送系统，其特征在于，所述新能源发送电路与所述火电机组通过变压器与LCC电连接。3.一种直流整流侧控制参数的整定方法，其特征在于，所述方法包括：设定新能源直流汇集与火电打捆直流送出系统的容量；根据所述新能源直流汇集与火电打捆直流送出系统构建仿真系统模型；确定仿真分析边界条件；通过LCC整流侧的功率-频率曲线和火电机组调速系统功率—转速下垂曲线对比新能源电站出力变化对火电机组调速的影响，确定直流整流侧控制参数。4.根据权利要求3所述的直流整流侧控制参数的整定方法，其特征在于，所述确定仿真分析边界条件包括：设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：游广增，李琰，钱迎春，李玲芳，迟永宁，刘超，李常刚，何宇婷，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53