一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法及系统，包括：根据预设的柔性直流换流站功率限制表确定当前故障场景下的风电机组有功功率控制限值；根据风电机组有功功率控制限值设定风电机组的保护定值；当柔性直流电网发生故障时，针对当前故障场景控制交流侧母线电压不小于保护定值，以触发对应故障场景下相关风电机组的高压保护，完成故障穿越。本发明专利技术提供的技术方案基于风电机组高压耐受能力，当电压达到一定限值立即保护动作跳机的特性，通过整定风电机组不同高电压跳机的限值，当柔性直流电网发生故障时，柔性直流换流站通过控制交流侧的母线电压，从而达到根据需要跳不同规模风电机组的目的，快速实现切机完成故障穿越。

A fault ride through control method and system of wind power delivery system with flexible collects

The invention provides a fault traversing control method and system for a flexible and direct wind power transmission system, including: determining the active power control limit of wind turbines in the current fault scenario according to the preset power limit table of flexible DC converter station; setting the protection setting of wind turbines according to the active power control limit of wind turbines. When a fault occurs in a flexible DC grid, the bus voltage on the AC side is controlled not less than the fixed value of protection in view of the current fault scenario, so as to trigger the high-voltage protection of the relevant wind turbines in the corresponding fault scenario and complete the fault crossing. The technical scheme provided by the invention is based on the high voltage tolerance ability of wind turbines. When the voltage reaches a certain limit, it immediately protects the characteristics of the action jump. By setting the limit values of different high voltage jumps of wind turbines, when the flexible DC power grid fails, the flexible DC converter station achieves the goal by controlling the bus voltage of the AC side. To achieve the purpose of jumping the wind turbine with different sizes according to needs, the fault passage of the cutting machine can be realized quickly.

【技术实现步骤摘要】
一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法及系统
本专利技术涉及柔性直流电网
，具体涉及一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法及系统。
技术介绍
根据风力发电发展规划，到2020年底，将实现风电总装机规模2亿千瓦的宏伟目标，其中海上风电装机容量将达到3000万千瓦。纵观已开发和规划开发的大型风电基地，一方面风电的发电装机规模巨大，另一方面风电远离负荷中心的现状突出，未来需要将大量的电力远距离输送到负荷中心消纳。考虑到风电基地没有其他电源支撑，送出系统电压控制能力不足，将严重制约风电基地的并网及电力送出；此外，风力发电受环境影响明显，其有功出力具有间歇性和波动性的特点，进一步加剧了大规模风电的外送和消纳困难。大规模风力发电孤岛接入柔直电网外送，将是未来风电建设和发展关注的重点。大规模风电采用孤岛方式接入柔性直流电网与其接入传统的交流电网具有明显的不同，风电机组和交流电网能够同步感知和响应故障，可以较容易的设置风电机组和交流电网在故障期间对功率和电压的控制，然而风电机组和柔性直流电网对故障的感知和响应不同步，这就会导致在故障期间风电机组和柔性直流电网的控制模式相互影响，尤其是柔性直流电网故障期间电压的控制和有功功率的外送，风电机组难以及时感知故障的发生，仍按照正常运行情况发出功率，将导致柔性直流换流站过载。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法及系统。本专利技术提供的技术方案是：一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法，包括：根据预设的柔性直流换流站功率限制表确定当前故障场景下的风电机组有功功率控制限值；根据所述风电机组有功功率控制限值设定风电机组的保护定值；当柔性直流电网发生故障时，针对当前故障场景控制交流侧母线电压不小于所述保护定值，以触发对应故障场景下相关风电机组的高压保护，完成故障穿越。优选的，所述预设的柔性直流换流站功率限制表，包括：故障场景、正常运行极数、柔直电网输送能力和风电机组有功功率控制限值。优选的，所述根据所述风电机组有功功率控制限值设定风电机组的保护定值包括：根据获取的柔性直流换流站的额定容量与所述风电机组有功功率控制限值的差值确定风电机组的设定台数；为所述设定台数对应的风电机组设置第一保护定值；剩余台数对应的风电机组设定为第二保护定值；所述第一保护定值和所述第二保护定值为风电机组正常运行最高允许值和获取的风电机组机端过电压保护定值之间的任意数值，其中所述第一保护定值小于所述第二保护定值。优选的，所述当柔性直流电网发生故障时，针对当前故障场景控制交流侧母线电压大于或等于所述保护定值，以触发对应故障场景下相关风电机组的高压保护，完成故障穿越包括：当故障场景为单极故障时，控制交流侧母线电压在第一保护定值和第二保护定值之间，触发设定为第一保护定值的风电机组高压保护，完成故障穿越；当故障场景为双极故障时，控制交流侧母线电压在第二保护定值和风电机组机端保护电压之间，触发全部风电机组高压保护，完成故障穿越。优选的，所述风电机组正常运行最高允许值为当前故障下所述柔性直流换流站功率限制表中对应的风电机组有功功率控制限值和所述剩余台数的比值。优选的，所述风电机组有功功率控制限值包括；当所述故障场景为单极故障时，所述风电机组有功功率控制限值为柔性直流换流站的额定容量的一半；当所述故障场景为双极故障时，所述风电机组有功功率控制限值为零。一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制系统，包括：确定模块，用于根据预设的柔性直流换流站功率限制表确定当前故障场景下的风电机组有功功率控制限值；设定模块，用于根据所述功率控制需求设定风电机组的保护定值；故障穿越模块，用于当柔性直流电网发生故障时，针对当前故障场景控制交流侧母线电压不小于所述保护定值，以触发对应故障场景下相关风电机组的高压保护，完成故障穿越。优选的，所述故障穿越模块包括：判断子模块:用于当柔性直流电网发生故障时，判断当前故障场景控制交流侧母线电压是否大于或等于所述保护定值；控制子模块：用于当柔性直流电网发生故障时，针对当前故障场景控制交流侧母线电压大于或等于所述保护定值时，以触发风电机组高压保护，完成故障穿越。优选的，所述设定模块包括：台数设定子摸块，用于根据获取的柔性直流换流站的额定容量与所述风电机组有功功率控制限值的差值确定风电机组的设定台数；定值设定子模块，用于为所述设定台数对应的风电机组设置第一保护定值；剩余台数对应的风电机组设定为第二保护定值；其中，所述第一保护定值和所述第二保护定值为风电机组正常运行最高允许值和获取的风电机组机端过电压保护定值之间的任意数值，其中所述第一保护定值小于所述第二保护定值。优选的，所述控制子模块包括：单极故障控制子单元，用于当故障场景为单极故障时，控制交流侧母线电压在第一保护定值和第二保护定值之间，触发设定为第一保护定值的风电机组高压保护，完成故障穿越；双极故障控制子单元，用于当故障场景为双极故障时，控制交流侧母线电压在第二保护定值和风电机组机端保护电压之间，触发全部风电机组高压保护，完成故障穿越。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的技术方案，通过整定风电机组不同高电压跳机的限值，当柔性直流电网发生故障时，直流换流器通过控制交流侧的电压，从而达到不同规模风电机组跳机的目的，快速实现切机降低风电出力，来确保柔性直流换流站不过载，实现故障穿越。附图说明图1为本专利技术的经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法流程图；图2为本专利技术的双馈感应发电机保护系统示意图；图3为本专利技术的经柔直汇集的风电送出系统故障穿越具体应用流程图；图4为本专利技术的经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制系统示意图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。电网或双馈风电机组故障导致的过电压或过电流会损坏电网中的设备或双馈感应发电机及变频器，因此风电机组必须配备有适当的保护系统，在故障条件下启动，根据故障类型分别采取适当措施保护设备避免损坏。双馈风电机组的保护系统中采用了下面的保护设置，双馈感应发电机保护系统示意图如图2所示。(1)低电压/过电压保护。(2)低速/超速保护。(3)转子过流保护。其中，风电机组保护系统的低电压/过电压保护单元，监视风电机组机端母线电压和风电场并网点母线电压，可以根据实际运行要求设定两组低电压保护与两组过电压保护定值，其中风电机组机端母线电压保护定值用于保护风电机组设备本身，风电场并网点母线电压保护定值用于风电机组高压跳机整定，以配合柔性直流电网完成故障穿越，其电压整定值与保护动作时间可以根据实际风电机组和风电场的运行情况而定，如果风电机组在电网发生故障后其电压保护单元触发动作，则双馈风电机组的主开关在保护动作后经一定时限跳开。本专利技术提出的一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法及系统，如图1所示。步骤1：根据预设的柔性直流换流站功率限制表确定当前故障场景下的风电机组有功功率控制限值；步骤2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法，其特征在于，包括：根据预设的柔性直流换流站功率限制表确定当前故障场景下的风电机组有功功率控制限值；根据所述风电机组有功功率控制限值设定风电机组的保护定值；当柔性直流电网发生故障时，针对当前故障场景控制交流侧母线电压不小于所述保护定值，以触发对应故障场景下相关风电机组的高压保护，完成故障穿越。

【技术特征摘要】
1.一种经柔直汇集的风电送出系统故障穿越控制方法，其特征在于，包括：根据预设的柔性直流换流站功率限制表确定当前故障场景下的风电机组有功功率控制限值；根据所述风电机组有功功率控制限值设定风电机组的保护定值；当柔性直流电网发生故障时，针对当前故障场景控制交流侧母线电压不小于所述保护定值，以触发对应故障场景下相关风电机组的高压保护，完成故障穿越。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的柔性直流换流站功率限制表，包括：故障场景、正常运行极数、柔直电网输送能力和风电机组有功功率控制限值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述风电机组有功功率控制限值设定风电机组的保护定值包括：根据获取的柔性直流换流站的额定容量与所述风电机组有功功率控制限值的差值确定风电机组的设定台数；为所述设定台数对应的风电机组设置第一保护定值；剩余台数对应的风电机组设定为第二保护定值；所述第一保护定值和所述第二保护定值为风电机组正常运行最高允许值和获取的风电机组机端过电压保护定值之间的任意数值，其中所述第一保护定值小于所述第二保护定值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当柔性直流电网发生故障时，针对当前故障场景控制交流侧母线电压大于或等于所述保护定值，以触发对应故障场景下部分风电机组的高压保护，完成故障穿越包括：当故障场景为单极故障时，控制交流侧母线电压在第一保护定值和第二保护定值之间，触发设定为第一保护定值的风电机组高压保护，完成故障穿越；当故障场景为双极故障时，控制交流侧母线电压在第二保护定值和风电机组机端保护电压之间，触发全部风电机组高压保护，完成故障穿越。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述风电机组正常运行最高允许值为当前故障下所述柔性直流换流站功率限制表中对应的风电机组有功功率控制限值和所述剩余台数的比值。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风电机组有功功率控制限值包括；当所述故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琰，迟永宁，刘超，汤海雁，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，国网山东省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11