一种直驱风电场高频汇集低频送出的并网方法技术

本发明专利技术公开了一种直驱风电场高频汇集低频送出的并网方法，包括：1、建立直驱风电场高频汇集系统中风电机组机侧换流器、网侧换流器的控制结构；2、建立低频送出系统送端、受端M3C换流器的控制结构；3、获取计及资源利用率和稳定性的高频汇集系统和低频送出系统的最优频率。本发明专利技术能建立一种新的直驱风电场并网方式，其中高频汇集系统减小了交流变压器的体积，低频送出系统可提高输送功率、降低电压损耗，进而提高了直驱风电场并网的资源利用率。进而提高了直驱风电场并网的资源利用率。进而提高了直驱风电场并网的资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种直驱风电场高频汇集低频送出的并网方法


[0001]本专利技术属于风力发电并网运行与控制领域，具体涉及一种直驱风电场高频汇集低频送出的并网方法。

技术介绍

[0002]直驱风电机组由于没有变速箱和励磁控制系统，具有较高的可靠性和效率，逐渐成为了风力发电系统的主流机型之一。目前，直驱风电场并网主要采用工频交流送出和直流输电送出方式。然而，工频交流送出方式在远距离输电情况下，输送功率极限较小，线路电压损耗较大；直流输电送出方式虽然可有效提高输送功率极限，但它存在故障电流开断、直流变压困难等问题。另一方面，提高输电电压等级虽然能提高线路输送功率极限，但对设备的制造工艺和过压过流水平要求较高。因此，提出一种资源利用率高、技术难度小的直驱风电场送出并网方式，对于风力发电系统经济可靠运行具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种直驱风电场高频汇集低频的送出并网方法，以期能减小高频汇集系统中设备的体积和重量，增大低频送出系统输送功率极限，进而使得直驱风电场送出并网系统同时具有很高的资源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直驱风电场高频汇集低频送出的并网方法，是应用于由直驱风电场、高频汇集系统、低频送出系统、交流电网组成的并网系统中，并将所述直驱风电场中任意一台直驱风电机组的编号记为i，i＝1,
…
,n，所述高频汇集系统包含n条高频汇集线路；其特征在于，所述并网方法是按如下步骤进行：步骤S1：建立直驱风电场中风电机组机侧换流器、网侧换流器的控制结构；步骤S1.1：建立风电机组机侧换流器的控制结构，包括：风电机组机侧换流器的定无功功率控制外环结构、风电机组机侧换流器的定无功功率控制内环结构、风电机组机侧换流器的定直流电压控制外环结构、风电机组机侧换流器的定直流电压控制内环结构；步骤S1.2：建立风电机组网侧换流器的控制结构，包括：风电机组网侧换流器定交流电压和频率控制的外环结构、风电机组网侧换流器定交流电压和频率控制的内环结构；步骤S2：建立所述低频送出系统的送端M3C换流器、受端M3C换流器的控制结构；步骤S2.1：建立低频送出系统的送端M3C换流器的控制结构，包括：送端M3C换流器的高频侧定直流电压控制和定无功功率控制的外环结构、送端M3C换流器的高频侧定直流电压控制和定无功功率控制的内环结构、送端M3C换流器的低频侧定交流电压和频率控制的外环结构、送端M3C换流器的低频侧定交流电压和频率控制的内环结构、送端M3C换流器的桥臂控制结构；步骤S2.2：建立低频送出系统的受端M3C换流器的控制结构，包括：受端M3C换流器的工频侧定直流电压控制外环结构、受端M3C换流器的工频侧定直流电压控制内环结构、受端M3C换流器的工频侧定交流电压控制外环结构、受端M3C换流器的工频侧定交流电压控制内环结构、受端M3C换流器的低频侧定有功功率控制和定无功功率控制的外环结构、受端M3C换流器的低频侧定有功功率控制和无功功率控制的内环结构、受端M3C换流器的桥臂控制结构；步骤S3：获取计及资源利用率和稳定性的高频汇集系统和低频送出系统的最优频率；步骤S3.1：获取高频汇集系统的输送功率极限P
fi_lmax
和线路电压损耗ΔU
fi
％、低频送出系统的输送功率极限P
low_max
和线路电压损耗ΔU
low
％：步骤S3.2：获取高频汇集系统的综合损耗，A
high
和低频送出系统的综合损耗A
low
为：步骤S3.3：获取并网系统特征值的最小阻尼比ξ
e
：步骤S3.4：获取高频汇集系统的最优频率和低频送出系统的最优频率：步骤S3.4.1：以高频汇集系统的运行频率f
high
和低频送出系统的运行频率f
low
为优化变量，利用式(30)建立并网系统的频率优化模型F：式(30)中，η1为最小阻尼比ξ
min
的加权系数，η2为高频汇集系统和低频送出系统输送功率极限的加权系数，η3为高频汇集系统和低频送出系统的线路电压损耗的加权系数，η4为高频汇集系统的综合损耗和低频送出系统的综合损耗的加权系数；步骤S3.4.2：采用多目标优化算法求解式(30)所示的频率优化模型F，从而获取高频汇集系统的最优频率和低频送出系统的最优频率。2.根据权利要求1所述的一种直驱风电场高频汇集低频送出的并网方法，其特征在于，
所述步骤S3.1包括：步骤S3.1.1：利用式(23)计算高频汇集系统在大于50Hz的频率f
high
下的输送功率极限和线路电压损耗：式(23)中，P
fi_lmax
为第i个直驱风电机组在其高频汇集线路的输送功率极限，u
wi
为第i个直驱风电机组在其高频汇集线路上的额定电压，ΔU
fi
％为第i个直驱风电机组在其高频汇集线路的电压损耗，Q
gi
为第i个直驱风电机组在其高频汇集线路的无功功率；步骤S3.1.2：利用式(24)计算低频送出系统在小于50Hz的频率f
low
下的输送功率极限和线路电压损耗：式(24)中，P
low_max
为低频送出系统的输送功率极限，u
low
为低频送出系统的额定电压，L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵冰冰，王书来，向念文，黄晓尧，叶寿洪，王凯军，柯一帆，黄晓明，倪嘉伟，李科杰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
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