一种提升柔直输送清洁能源稳定性的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提升柔直输送清洁能源稳定性的方法及系统，属于输电控制保护技术领域。本发明专利技术方法包括：获取大规模新能源孤岛接入柔直并网点处的有功功率及无功功率数据，确定有功功率及无功功率的振荡分量，并判断有功功率及无功功率的振荡分量是否满足持续偏高条件；若有功功率及无功功率的振荡分量满足持续偏高条件，则执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略；当执行执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略后，判断此时的有功功率无功功率是否恢复稳定；若恢复稳定，则维持柔直孤岛换流站外环比例

【技术实现步骤摘要】
一种提升柔直输送清洁能源稳定性的方法及系统


[0001]本专利技术涉及输电控制保护
，并且更具体地，涉及一种提升柔直输送清洁能源稳定性的方法及系统。

技术介绍

[0002]柔性直流输电作为新一代输电技术，同时也是目前世界上可控性最高、适应性最好的输电技术，可用于大规模新能源高效接纳、大型城市和海岛等区域输电网络和高效输配电网络的构建。柔性直流输电因为其技术优势可以当作大规模新能源外送电能的重要实现方式。当大规模新能源孤岛经柔性直流输电系统外送时，柔直孤岛站采用双闭环控制器分别控制孤岛站接入点的交流电压的幅值和频率。系统出现扰动时，如果柔直孤岛站控制器、新能源机组控制器不匹配，二者相互作用容易出现不同频率的振荡现象，对大规模新能源经柔直输送清洁能源外送系统的安全稳定运行造成巨大威胁。
[0003]国内外已发生多起新能源经直流送出系统的振荡问题，2014年德国北部海上风电场经基于两电平电压源型换流器的柔性直流输电送出系统发生 290Hz左右谐波振荡，导致高压直流整流器的滤波电容烧毁，造成整个风场关断10个月之久，直接经济损失超过1亿欧元；2014年南澳三端柔性直流新能源场站并网工程在调试过程中，系统中逐渐出现频率在20～30Hz 范围内的次同步振荡现象，随着新能源场站输出功率的进一步增大，最终导致柔直系统直流保护动作而停运。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对大规模新能源经柔直并网外送系统受到扰动出现振荡，为了抑制振荡提高柔性直流输电系统输送清洁能源的稳定性，而提出了一种提升柔直输送清洁能源稳定性的方法，包括：
[0005]获取大规模新能源孤岛接入柔直并网点处的有功功率及无功功率数据，确定有功功率及无功功率的振荡分量，并判断有功功率及无功功率的振荡分量是否满足持续偏高条件；
[0006]若有功功率及无功功率的振荡分量满足持续偏高条件，则执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略；
[0007]当执行执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略后，判断此时的有功功率无功功率是否恢复稳定；
[0008]若恢复稳定，则维持柔直孤岛换流站外环比例
‑
积分控制器的比例参数，使柔直输送清洁能源系统稳定运行。
[0009]可选的，判断振荡分量持续偏高的条件为：有功功率及无功功率振荡分量的最大值，与视在功率平均值Save的比值超过上限阈值，且持续时间超过500ms。
[0010]可选的，柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略为：调整柔直孤岛换流站外环比例
‑
积分控制器的比例参数。
[0011]可选的，判断有功功率无功功率是否恢复稳定的判断条件为：
[0012]振荡分量最大值与视在功率平均值的比值小于下限阈值，且持续时间超过1s。
[0013]本专利技术还提出了一种提升柔直输送清洁能源稳定性的系统，包括：
[0014]功率判断单元，获取大规模新能源孤岛接入柔直并网点处的有功功率及无功功率数据，确定有功功率及无功功率的振荡分量，并判断有功功率及无功功率的振荡分量是否满足持续偏高条件；
[0015]执行策略单元，若有功功率及无功功率的振荡分量满足持续偏高条件，则执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略；
[0016]判断恢复稳定单元，当执行执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略后，判断此时的有功功率无功功率是否恢复稳定；
[0017]系统稳定运行单元，若恢复稳定，则维持柔直孤岛换流站外环比例
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积分控制器的比例参数，使柔直输送清洁能源系统稳定运行。
[0018]可选的，判断振荡分量持续偏高的条件为：有功功率及无功功率振荡分量的最大值，与视在功率平均值Save的比值超过上限阈值，且持续时间超过500ms。
[0019]可选的，柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略为：调整柔直孤岛换流站外环比例
‑
积分控制器的比例参数。
[0020]可选的，判断有功功率无功功率是否恢复稳定的判断条件为：
[0021]振荡分量最大值与视在功率平均值的比值小于下限阈值，且持续时间超过1s。
[0022]本专利技术所提优化柔性直流输电控制系统参数后，柔直孤岛换流站上网有功功率、无功功率、换流器直流电压、并网点交流电压、交流电流、新能源场站出力、SVG并网节点处无功功率以及直流电容电压的振荡迅速消失，系统恢复平稳运行。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一种提升柔直输送清洁能源稳定性的方法的流程图；
[0024]图2为本专利技术具体应用实例中所建的大规模新能源经柔直并网送出仿真模型结构示意图；
[0025]图3为本专利技术柔性直流输电系统输送清洁能源稳定控制策略流程图；
[0026]图4为本专利技术稳定控制策略后柔直孤岛换流站双极有功功率、无功功率波形图；
[0027]图5为本专利技术稳定控制策略后柔直孤岛换流站正极直流电压波形图；
[0028]图6为本专利技术稳定控制策略后新能源并网点交流电压和交流电流波形图；
[0029]图7为本专利技术稳定控制策略后新能源场站出力波形图；
[0030]图8为本专利技术稳定控制策略后SVG网节点处无功功率以及直流电容电压波形图；
[0031]图9为本专利技术一种提升柔直输送清洁能源稳定性的系统的结构图。
具体实施方式
[0032]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附
图标记。
[0033]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0034]本专利技术提出了一种提升柔直输送清洁能源稳定性的方法，如图1所示包括：
[0035]获取大规模新能源孤岛接入柔直并网点处的有功功率及无功功率数据，确定有功功率及无功功率的振荡分量，并判断有功功率及无功功率的振荡分量是否满足持续偏高条件；
[0036]若有功功率及无功功率的振荡分量满足持续偏高条件，则执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略；
[0037]当执行执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略后，判断此时的有功功率无功功率是否恢复稳定；
[0038]若恢复稳定，则维持柔直孤岛换流站外环比例
‑
积分控制器的比例参数，使柔直输送清洁能源系统稳定运行。
[0039]其中，判断振荡分量持续偏高的条件为：有功功率及无功功率振荡分量的最大值，与视在功率平均值Save的比值超过上限阈值，且持续时间超过500ms。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升柔直输送清洁能源稳定性的方法，所述方法包括：获取大规模新能源孤岛接入柔直并网点处的有功功率及无功功率数据，确定有功功率及无功功率的振荡分量，并判断有功功率及无功功率的振荡分量是否满足持续偏高条件；若有功功率及无功功率的振荡分量满足持续偏高条件，则执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略；当执行执行柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略后，判断此时的有功功率无功功率是否恢复稳定；若恢复稳定，则维持柔直孤岛换流站外环比例
‑
积分控制器的比例参数，使柔直输送清洁能源系统稳定运行。2.根据权利要求1所述的方法，所述判断振荡分量持续偏高的条件为：有功功率及无功功率振荡分量的最大值，与视在功率平均值Save的比值超过上限阈值，且持续时间超过500ms。3.根据权利要求1所述的方法，所述柔性直流输电系统输送清洁能源稳定策略为：调整柔直孤岛换流站外环比例
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积分控制器的比例参数。4.根据权利要求1所述的方法，所述判断有功功率无功功率是否恢复稳定的判断条件为：振荡分量最大值与视在功率平均值的比值小于下限阈值，且持续时间超过1s。5.一种提升柔直输送清洁能源稳定性的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立敏，朱艺颖，刘翀，李跃婷，郭强，雷霄，李新年，刘琳，庞广恒，吴娅妮，林少伯，王薇薇，胡涛，谢国平，王晶芳，刘世成，张晓丽，杨尚瑾，张晋华，刘浩芳，许锐文，付小蓓，贺郁文，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：