一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，包括如下步骤：在监测到直流输电系统逆变站的交流母线电压发生跌落时，启动直流电流控制；根据故障后的逆变站直流电压和整流站的触发角，计算避免整流站近区风电机组高电压穿越的直流电流；根据逆变站的交流母线电压，评估直流电流约束和关断角约束下逆变站的允许无功交换量范围；进而根据无功交换量范围确定逆变站直流电流控制策略，得到逆变站的直流电流控制参考值，对逆变站直流电流实施控制。本发明专利技术自适应地调整逆变站的直流电流控制参考值，在有效避免逆变站后续换相失败和整流站过电压的同时，兼顾直流输电系统有功无功对送受端电网稳定性的影响。电系统有功无功对送受端电网稳定性的影响。电系统有功无功对送受端电网稳定性的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法


[0001]本专利技术涉及电力系统保护和控制
，具体涉及一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法。

技术介绍

[0002]在全球能源危机和环境问题的驱动下，近年来以风力发电为代表的新能源在全球范围内迅猛发展，风电在电网中的比例越来越高。同时，基于电网换相的电流源型高压直流输电技术以其低损耗、大容量、远距离、灵活的功率调节等优点被广泛用于新能源传输。风电场经高压直流输电送出的电网新格局逐渐兴起。
[0003]高压直流输电的换相失败是目前业内关注的焦点问题。受端交流系统故障引发电压波动易导致高压直流输电发生首次换相失败。若首次换相失败的控制不当，还易引发后续换相失败，产生连续换相失败，对交流系统产生反复的功率冲击，可能导致换流站闭锁而威胁电网安全稳定运行。此外，首次换相失败期间整流站无功消耗量随着直流传输功率的变化而大幅波动，导致高压直流输电整流站交流母线电压产生过电压。整流站电压升高经电磁耦合使得高压直流输电落点近区风电场接入点电压的显著增加，可能导致送端电网的风电机组高电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，在监测到直流输电系统逆变站的交流母线电压发生跌落时，启动控制，具体包括如下步骤：S101、采集直流输电系统逆变站的直流电压和整流站的触发角，计算避免整流站近区风电场高电压穿越的直流电流；S102、采集直流输电系统逆变站的交流母线电压，计算直流电流约束和关断角约束下逆变站的无功交换量允许范围；S103、根据直流电流约束和关断角约束下逆变站的无功交换量运行范围，确定逆变站直流电流控制策略；S104、根据确定的逆变站直流电流控制策略，计算逆变站的直流电流控制参考值，并将该直流电流控制参考值设置为直流输电系统的逆变站直流电流指令值，实施控制。2.根据权利要求1所述的一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，步骤S101中，按以下方法计算避免整流站近区风电场高电压穿越的直流电流：式中，k1为整流站的换流变压器变比；N1为整流站每极中6脉动换流器数；α
rec
为整流站触发角；U
acrN
为整流站网侧交流母线线电压额定值；U
pcc,max
为风电机组高电压穿越的门槛值；X
r1
为整流站的等值换相电抗；U
di
为逆变站的直流电压；R
d
为直流输电线路的等效电阻。3.根据权利要求2所述的一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，所述整流站触发角α
rec
表示为：式中，K
p
和T
i
为整流站定电流控制的比例系数和积分时间常数；I
d
‑
ord
、I
d
‑
rec
分别为整流站直流电流的指令值和实测值，π为圆周率。4.根据权利要求1所述的一种风电直流送出系统换相失败与过电压协同控制方法，其特征在于，步骤S102中，所述逆变站的无功交换量为逆变站与直流输电系统受端交流电网的无功功率交换量，以直流输电系统传输至交流系统为功率正方向，直流电流约束和关断角约束下逆变站的允许无功交换量范围按照以下方法计算：Q
aci,min
≤Q
aci
≤Q
aci,max
式中，Q
aci
为逆变站的无功交换量，Q
aci,min
和Q
aci,max
分别为满足直流电流约束和关断角约束的允许无功交换量最小值和无功功率最大值，由下式确定：式中，Q
ci
为逆变站无功补偿装置提供的无功功率；k2为逆变站换流变压器变比；X
r2
为逆
变站的等值换相电抗；γ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳金鑫，庞茗予，潘馨钰，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：