【技术实现步骤摘要】
一种辐射型直流海上风电场电压控制方法及系统
[0001]本专利技术涉及新能源电场并网技术，特别是海上风电场的并网技术，具体涉及一种辐射型直流海上风电场电压控制方法及系统。
技术介绍
[0002]海上风力发电由于其出色的连续性和风能捕获能力，已成为一种重要的发电方法。随着海上风电场的快速发展，大规模海上风电的高性价比采集和传输日益受到关注。
[0003]完整的DC风电场具有许多优势，与现有的电压源变流器(VSC)
‑
高压直流输电(HVDC)交流集电系统相比，它们有可能消除大型交流变压器，提高效率和功率密度，并减少电缆的尺寸和重量。但是目前大多数研究集中在DC/DC变换器拓扑和控制方案或DC连接海上风电场的新型结构上。很少有研究着眼于DC风电场的优化运行来实现特殊的控制目标。但实际上，风电场并网的无功电压控制是十分重要的问题。对于大型辐射状DC风电场，由于空间分布广、风速分布差异较大且场内集电线路较长，随着有功功率输出的增加，风电机组的端电压可能会超过电压阈值。甚至在某些外部扰动作用下，也会存在部分机端...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，包括：1)接收调度部门给出风电场的有功功率参考并分别计算当前的功率损失P
loss
以及系统灵敏度并确定当前的工作模式；2)根据有功功率参考功率损失P
loss
、系统灵敏度以及当前的工作模式基于预设的辐射型直流海上风电场的离散化预测模型求解最佳有功功率参考以及中压参考V
sref
；3)将最佳有功功率参考输出至直流风力发电机组的控制系统以调节直流风力发电机组中每台风机的端电压V
wt
以及输出功率P
wt
,将中压参考V
sref
输出至高压DC/DC变换器以控制高压DC/DC变换器的变流器电压V
s
。2.根据权利要求1所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤1)中当前的功率损失P
loss
的计算函数表达式为：上式中，P
Loss
(k)表示任意k时刻的功率损失P
loss
，P
wt
是输出的有功功率，ΔP
wt
是有功功率的增量，V
S
表示松弛母线电压，ΔV
S
表示松弛母线电压V
S
的增量，表示系统初始功率损耗。3.根据权利要求2所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤1)中计算系统灵敏度采用下式所示的系统灵敏度模型：上式中，P
i
和P
l
分别为i点和l点注入的有功功率P
loss
，V
i
为i点电压，V
j
为j点电压，S为松弛母线集合，N为有功率注入的端点集合，i∈N，s∈S，Y
bus,ij
是节点ij之间的导纳；所述系统灵敏度模型为关于是线性的，通过求解所述系统灵敏度模型，得到任意l点功率注入对于i点电压V
i
变化的灵敏度4.根据权利要求3所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤1)中确定当前的工作模式包括：如果所有终端母线电压保持在安全范围内，确定当前的工作模式为经济运行模式，所述经济运行模式的主要控制目标是最小化风电场内的功率损耗，并在跟踪调度命令的同时将电压保持在安全范围内；一旦任何终端总线电压达到高/低模式决策电压，则确定当前的工作模式为电压控制模式，所述电压控制模式的主要控制目标是最小化终端母线电压与额定电压的偏差。5.根据权利要求4所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤2)中辐射型直流海上风电场的离散化预测模型的函数表达式为：Δx(k+1)＝A
d
Δx(k)+B
d
Δu(k)上式中，Δx(k+1)为第k+1次迭代的系统状态矩阵和控制矩阵，Δx(k)和Δu(k)分别为第k次迭代的系统状态矩阵和控制矩阵，A
d
和B
d
分别为包含采样时间ΔT
p
的系数矩阵，k＝1,2,
…
,N
p
，N
P
为预测区间的总预测步数；其中：
Δx(k)＝[ΔV
d
(k),ΔP
wt,1
(k),ΔP
wt,2
(k),...,ΔP
wt,Nw
(k)]
T
上式中，ΔV
d
(k)和分别为松弛母线电压测量值和参考值的增量，ΔP
wt,1
(k),ΔP
wt,2
(k),...,ΔP
wt,Nw
(k)分别为各台风机输出的有功功率增量值的增量，分别为各台风机输出的有功功率的参考值的增量。6.根据权利要求5所述的辐射型直流海上风电场电压控制方法，其特征在于，步骤2)中求解最佳有功功率参考以及中压参考V
sref
的步骤包括：2....
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晟，黄守道，彭涵知，廖武，吴轩，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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