海上风电交流故障穿越协同控制方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海上风电交流故障穿越协同控制方法、装置及存储介质，控制方法包括：当陆上受端换流站交流母线电压发生波动时，依据电压波动值计算得到无功功率调节值；将无功功率调节值与陆上受端换流站无功功率额定值之和作为陆上受端换流站无功功率整定值；当陆上受端换流站交流母线电压降低到设定值时，将陆上交流系统电压波动值作用到海上送端换流站交流母线低压限压环节，得到海上送端换流站交流母线低压限压输出值；将海上送端换流站交流母线低压限压输出值与海上送端换流站交流母线电压额定值比较取小，作为海上送端换流站交流母线电压整定值。在陆上受端换流站交流系统故障时，可迅速响应调整系统功率平衡。

【技术实现步骤摘要】
海上风电交流故障穿越协同控制方法、装置及存储介质
本专利技术属于新能源输电领域，具体涉及一种海上风电交流故障穿越协同控制方法、装置及存储介质。
技术介绍
与陆上风电相比，海上风电具有风能资源稳定、不占用土地、消纳条件良好等独特优势。目前，海上风电送出的并网方式主要分为高压交流输电和高压直流输电两大类，其中高压直流输电均采用基于电压源换流器的柔性直流输电技术。柔性直流输电技术将风电场内部交流系统与外部大电网有效地隔离开，这样海上风电的强随机性、高间歇性和大波动性对主网的负面影响就减轻到最小程度，极大地提升了海上风电并网安全稳定性。然而，海上风电经柔性直流输电并网仍然存在着直流系统低电压穿越问题，当陆上受端交流系统故障，交流母线电压骤降，受端换流站输出功率降低，而海上风电仍然保持原有固定输出功率，必然导致柔性直流输电系统直流电压增高，损害直流器件，可能会引起风电机组脱网，严重危害电力系统安全稳定。现有的控制策略有采取耗能电阻装置、风电机组降功率运行、或者柔性直流输电系统快速调节能力调整海上送端换流站交流母线电压幅值等。耗能电阻虽然在快速消耗过剩功率，但是对其电阻参数要求较高，经济性不高，风电机组降功率运行也能在一定程度上平衡功率，但是响应速度太慢，柔性直流系统控制交流电压响应速度快，但是其本质是利用海上风电机组低电压穿越能力，对于严重故障作用不大，极易引起风电机组脱网。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海上风电交流故障穿越协同控制方法、装置及存储介质，以解决现有技术中，耗能电阻虽然在快速消耗过剩功率，但是对其电阻参数要求较高，经济性不高的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种海上风电交流故障穿越协同控制方法，包括如下步骤：当陆上受端换流站交流母线电压发生波动降低时，依据电压波动值ΔU计算得到无功功率调节值Q；将无功功率调节值Q与陆上受端换流站无功功率额定值QMMCN_I之和作为陆上受端换流站无功功率整定值QMMCref_I；当陆上受端换流站交流母线电压降低到设定值时，将陆上交流系统电压波动值ΔU作用到海上送端换流站交流母线低压限压环节，得到海上送端换流站交流母线低压限压输出值UACN1_R；将海上送端换流站交流母线低压限压输出值UACN1_R与海上送端换流站交流母线电压额定值UACN_R比较取小，作为海上送端换流站交流母线电压整定值UACref_R，输出该电压整定值UACref_R进行海上送端换流站交流母线电压控制。具体的，所述无功功率调节值Q的计算方式如下：ΔU为陆上受端换流站交流母线电压波动值；SSCmin为交流系统最小短路容量。具体的，所述陆上交流系统电压波动值ΔU为陆上受端换流站交流母线电压实际值UAC_I相对于陆上受端换流站交流母线电压额定值UACN_I的变化量。具体的，海上送端换流站交流母线电压低压限压输出值UACN1_R的计算方式如下：UACN1_R＝1-KUACN_R式中，UACN_R为海上送端换流站交流母线电压额定值；K为陆上受端换流站交流母线电压由UAC_I_1变化至UAC_I_2区间段的曲线斜率；式中，ΔU为陆上交流系统电压波动值；UACN_I为陆上受端换流站交流母线电压额定值。具体的，在陆上受端换流站和海上送端换流站之间的直流侧设置有耗能电阻装置。具体的，所述海上送端换流站交流母线电压整定值UACref_R降低到允许的整定值最低值UACN1_Rmin时，控制海上送端换流站交流母线电压整定值不变，剩余的不平衡功率由耗能电阻装置吸收。具体的，所述海上送端换流站连接有风电机组，所述耗能电阻装置的电压动作阈值高于风电机组低电压穿越限值。本专利技术所提供的另一个技术方案是：一种用于所述海上风电交流故障穿越协同控制方法的装置，包括：无功功率调节值计算模块，用于当陆上受端换流站交流母线电压发生波动降低时，依据电压波动值ΔU计算得到无功功率调节值Q；无功功率整定值计算模块，用于将无功功率调节值Q与陆上受端换流站无功功率额定值QMMCN_I之和作为陆上受端换流站无功功率整定值QMMCref_I；低压限压输出模块，用于当陆上受端换流站交流母线电压降低到设定值时，将陆上交流系统电压波动值ΔU作用到海上送端换流站交流母线低压限压环节，得到海上送端换流站交流母线低压限压输出值UACN1_R；电压整定值计算输出模块，用于将海上送端换流站交流母线低压限压输出值UACN1_R与海上送端换流站交流母线电压额定值UACN_R比较取小，作为海上送端换流站交流母线电压整定值UACref_R，输出该电压整定值UACref_R进行海上送端换流站交流母线电压控制。本专利技术所提供的又一个技术方案是：一种用于所述海上风电交流故障穿越协同控制方法的装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的海上风电交流故障穿越协同控制方法。本专利技术所提供的再一个技术方案是：一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的海上风电交流故障穿越协同控制方法。本专利技术的有益效果如下：本专利技术实施例提供的海上风电交流故障穿越协同控制方法，基于交流电压波动，在海上风电经柔性直流送出系统基本控制策略的基础上，附加低压限压控制和定无功功率修正策略，充分发挥海上风电机组低电压穿越能力和柔性直流输电系统无功电压支撑能力，结合耗能电阻，不需要进行故障检测，降低耗能电阻损耗及其技术参数设计要求，在陆上受端换流站交流系统故障时，可迅速响应调整系统功率平衡，保证海上风电安全稳定经柔性直流送出。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例中海上风电经柔性直流送出系统图。图2是本专利技术实施例中陆上受端换流站定无功功率修正控制框图。图3是本专利技术实施例中海上送端换流站交流母线电压低压限压控制框图。图4是本专利技术实施例中海上送端换流站低压限压控制特性曲线。图5是本专利技术实施例中海上风电交流故障穿越协同控制方法的流程图。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。本专利技术实施例提供了一种海上风电交流故障穿越协同控制方法、装置及存储介质，其中，该海上风电交流故障穿越协同控制方法的原理为：实时监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.海上风电交流故障穿越协同控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n当陆上受端换流站交流母线电压发生波动降低时，依据电压波动值ΔU计算得到无功功率调节值Q；/n将无功功率调节值Q与陆上受端换流站无功功率额定值Q

【技术特征摘要】
1.海上风电交流故障穿越协同控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
当陆上受端换流站交流母线电压发生波动降低时，依据电压波动值ΔU计算得到无功功率调节值Q；
将无功功率调节值Q与陆上受端换流站无功功率额定值QMMCN_I之和作为陆上受端换流站无功功率整定值QMMCref_I；
当陆上受端换流站交流母线电压降低到设定值时，将陆上交流系统电压波动值ΔU作用到海上送端换流站交流母线低压限压环节，得到海上送端换流站交流母线低压限压输出值UACN1_R；
将海上送端换流站交流母线低压限压输出值UACN1_R与海上送端换流站交流母线电压额定值UACN_R比较取小，作为海上送端换流站交流母线电压整定值UACref_R，输出该电压整定值UACref_R进行海上送端换流站交流母线电压控制。


2.根据权利要求1所述的基于交流电压波动的海上风电交流故障穿越协同控制方法，其特征在于，所述无功功率调节值Q的计算方式如下：



ΔU为陆上受端换流站交流母线电压波动值；SSCmin为交流系统最小短路容量。


3.根据权利要求1所述的基于交流电压波动的海上风电交流故障穿越协同控制方法，其特征在于，所述陆上交流系统电压波动值ΔU为陆上受端换流站交流母线电压实际值UAC_I相对于陆上受端换流站交流母线电压额定值UACN_I的变化量。


4.根据权利要求1所述的基于交流电压波动的海上风电交流故障穿越协同控制方法，其特征在于，海上送端换流站交流母线电压低压限压输出值UACN1_R的计算方式如下：
UACN1_R＝1-KUACN_R
式中，UACN_R为海上送端换流站交流母线电压额定值；K为陆上受端换流站交流母线电压由UAC_I_1变化至UAC_I_2区间段的曲线斜率；



式中，ΔU为陆上交流系统电压波动值；UACN_I为陆上受端换流站交流母线电压额定值。


5.根据权利要求1所述的基于交流电压波动的海上风电交流故障穿越协同控制方法，其特征在于，在陆上受端换流站和海上送端换流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春华，郭小江，曹庆伟，申旭辉，陈晓路，孙栩，杭兆峰，汤海雁，赵瑞斌，潘霄峰，秦猛，李铮，付明志，管春雨，姚中原，牛晨晖，周国栋，袁辉，
申请(专利权)人：盛东如东海上风力发电有限责任公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，华能国际电力江苏能源开发有限公司，华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32