海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法及装置制造方法及图纸

本公开提出一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法及装置，该方法包括在海上风电场柔性直流系统发生故障时，获取所有风力发电机组的有功功率和需要减小的预设有功功率；基于所有风力发电机组的有功功率获得各条馈线的输送功率，进而获得目标有功功率；基于各条馈线的输送功率、各条馈线的通断系数和目标有功功率构建约束条件，基于各条馈线的风力发电机组的数量和各条馈线的通断系数构建目标函数；在约束条件满足的情况下，对目标函数进行求解获得通断系数最优值，基于通断系数控制各条馈线的馈线断路器的通断。根据本公开的方法能够当发生故障时更简单准确地进行馈线切除以在减小海上风电机组输出有功功率的同时确保最大功率的传输。时确保最大功率的传输。时确保最大功率的传输。

【技术实现步骤摘要】
海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法及装置


[0001]本公开涉及海上风力发电领域，尤其涉及一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着新能源发电的快速发展，风电发电在电力系统中逐渐占据较大比重。风电发电包括陆上风力发电和海上风力发电。我国海上风电呈现出由近海浅水区向远海深水区、由小规模分散开发向大规模连片开发趋势。柔性直流输电技术是目前用于大规模深远海风电送出的主流方式。最新一代海上风电柔性直流输电技术最大特点为省去了海上升压平台。海上大功率机组通过箱变直接将出口电压提升至66kV及以上，无需海上升压站的二次升压直接连接海上换流平台联接变压器。这种设计省去了海上升压站建设成本，但是增加了海上交流系统拓扑结构的复杂度。由于受限于66kV海缆的载流能力、66kV断路器的关断能力，对于大规模的海上风电送出系统而言，海上换流站交流侧存在多条馈线，当系统发生某些故障，比如陆上并网点多变压器中某个变压器发生故障，需要切除馈线减小有功功率，如何综合考虑相关因素来进行馈线切除至关重要。

技术实现思路

[0003]本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本公开的第一个目的在于提出一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法，主要目的在于当发生故障时更简单准确地进行馈线切除以在减小海上风电机组输出有功功率的同时确保最大功率的传输。
[0005]本公开的第二个目的在于提出一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制装置。
[0006]本公开的第三个目的在于提出一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制设备。
[0007]为达上述目的，本公开第一方面实施例提出了一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法，应用于海上风电场柔性直流系统，所述海上风电场柔性直流系统包括机侧换流器、机侧联结变压器、多条馈线、馈线断路器和风力发电机组，所述机侧联结变压器的一端连接所述多条馈线，所述机侧联结变压器的另一端连接所述机侧换流器，每条馈线设置有风力发电机组和馈线断路器，所述方法包括：
[0008]在海上风电场柔性直流系统发生故障时，获取所有风力发电机组的有功功率和需要减小的预设有功功率；
[0009]基于所有风力发电机组的有功功率获得各条馈线的输送功率，基于各条馈线的输送功率和所述预设有功功率获得目标有功功率；
[0010]基于所述各条馈线的输送功率、各条馈线的通断系数和所述目标有功功率构建约束条件，基于各条馈线的风力发电机组的数量和各条馈线的通断系数构建目标函数；
[0011]在所述约束条件满足的情况下，对所述目标函数进行求解获得所述通断系数最优值，基于所述通断系数控制各条馈线的馈线断路器的通断。
[0012]在本公开的一个实施例中，所述基于所述各条馈线的输送功率、各条馈线的通断系数和所述目标有功功率构建约束条件，包括：基于各条馈线的输送功率和对应馈线的通断系数获得总输送功率；基于所述总输送功率和所述目标有功功率构建约束条件。
[0013]在本公开的一个实施例中，所述基于各条馈线的输送功率和对应馈线的通断系数获得总输送功率，包括：每条馈线的输送功率乘以对应馈线的通断系数后进行求和获得总输送功率，所述约束条件为所述总输送功率大于所述目标有功功率。
[0014]在本公开的一个实施例中，所述基于各条馈线的输送功率和所述预设有功功率获得目标有功功率，包括：基于各条馈线的输送功率获得任意两条馈线的输送功率的功率差值，分别计算各功率差值与所述预设有功功率的差的绝对值，选择绝对值最小的功率差值作为目标有功功率。
[0015]在本公开的一个实施例中，所述基于各条馈线的风力发电机组的数量和各条馈线的通断系数构建目标函数，包括：每条馈线的风力发电机组的数量乘以对应馈线的通断系数后进行求和，取求和结果的最小值以获得目标函数。
[0016]为达上述目的，本公开第二方面实施例提出了一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制装置，应用于海上风电场柔性直流系统，所述海上风电场柔性直流系统包括机侧换流器、机侧联结变压器、多条馈线、馈线断路器和风力发电机组，所述机侧联结变压器的一端连接所述多条馈线，所述机侧联结变压器的另一端连接所述机侧换流器，每条馈线设置有风力发电机组和馈线断路器，所述装置包括：
[0017]获取模块，用于在海上风电场柔性直流系统发生故障时，获取所有风力发电机组的有功功率和需要减小的预设有功功率；
[0018]计算模块，用于基于所有风力发电机组的有功功率获得各条馈线的输送功率，基于各条馈线的输送功率和所述预设有功功率获得目标有功功率；
[0019]建模模块，用于基于所述各条馈线的输送功率、各条馈线的通断系数和所述目标有功功率构建约束条件，基于各条馈线的风力发电机组的数量和各条馈线的通断系数构建目标函数；
[0020]控制模块，用于在所述约束条件满足的情况下，对所述目标函数进行求解获得所述通断系数最优值，基于所述通断系数控制各条馈线的馈线断路器的通断。
[0021]在本公开的一个实施例中，所述计算模块，具体用于：基于各条馈线的输送功率获得任意两条馈线的输送功率的功率差值，分别计算各功率差值与所述预设有功功率的差的绝对值，选择绝对值最小的功率差值作为目标有功功率。
[0022]在本公开的一个实施例中，所述建模模块，具体用于：基于各条馈线的输送功率和对应馈线的通断系数获得总输送功率；基于所述总输送功率和所述目标有功功率构建约束条件。
[0023]在本公开的一个实施例中，所述建模模块，具体用于：每条馈线的风力发电机组的数量乘以对应馈线的通断系数后进行求和，取求和结果的最小值以获得目标函数。
[0024]为达上述目的，本公开第三方面实施例提出了一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开第一方面实施例的海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法。
[0025]在本公开一个或多个实施例中，应用于海上风电场柔性直流系统，海上风电场柔性直流系统包括机侧换流器、机侧联结变压器、多条馈线、馈线断路器和风力发电机组，机侧联结变压器的一端连接多条馈线，机侧联结变压器的另一端连接机侧换流器，每条馈线设置有风力发电机组和馈线断路器，方法包括：在海上风电场柔性直流系统发生故障时，获取所有风力发电机组的有功功率和需要减小的预设有功功率；基于所有风力发电机组的有功功率获得各条馈线的输送功率，基于各条馈线的输送功率和所述预设有功功率获得目标有功功率；基于各条馈线的输送功率、各条馈线的通断系数和目标有功功率构建约束条件，基于各条馈线的风力发电机组的数量和各条馈线的通断系数构建目标函数；在约束条件满足的情况下，对目标函数进行求解获得通断系数最优值，基于通断系数控制各条馈线的馈线断路器的通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法，其特征在于，应用于海上风电场柔性直流系统，所述海上风电场柔性直流系统包括机侧换流器、机侧联结变压器、多条馈线、馈线断路器和风力发电机组，所述机侧联结变压器的一端连接所述多条馈线，所述机侧联结变压器的另一端连接所述机侧换流器，每条馈线设置有风力发电机组和馈线断路器，所述方法包括：在海上风电场柔性直流系统发生故障时，获取所有风力发电机组的有功功率和需要减小的预设有功功率；基于所有风力发电机组的有功功率获得各条馈线的输送功率，基于各条馈线的输送功率和所述预设有功功率获得目标有功功率；基于所述各条馈线的输送功率、各条馈线的通断系数和所述目标有功功率构建约束条件，基于各条馈线的风力发电机组的数量和各条馈线的通断系数构建目标函数；在所述约束条件满足的情况下，对所述目标函数进行求解获得所述通断系数最优值，基于所述通断系数控制各条馈线的馈线断路器的通断。2.根据权利要求1所述的海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法，其特征在于，所述基于所述各条馈线的输送功率、各条馈线的通断系数和所述目标有功功率构建约束条件，包括：基于各条馈线的输送功率和对应馈线的通断系数获得总输送功率；基于所述总输送功率和所述目标有功功率构建约束条件。3.根据权利要求2所述的海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法，其特征在于，所述基于各条馈线的输送功率和对应馈线的通断系数获得总输送功率，包括：每条馈线的输送功率乘以对应馈线的通断系数后进行求和获得总输送功率，所述约束条件为所述总输送功率大于所述目标有功功率。4.根据权利要求3所述的海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法，其特征在于，所述基于各条馈线的输送功率和所述预设有功功率获得目标有功功率，包括：基于各条馈线的输送功率获得任意两条馈线的输送功率的功率差值，分别计算各功率差值与所述预设有功功率的差的绝对值，选择绝对值最小的功率差值作为目标有功功率。5.根据权利要求4所述的海上风电多馈线汇集系统故障下协同控制方法，其特征在于，所述基于各条馈线的风力发电机组的数量和各条馈线的通断系数构建目标函数，包括：每条馈线的风力发电机组的数量乘以对应馈线的通断系数后进行求和，取求和结果的最小值以获得目标函数。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：庞然，陈怡静，郭小江，李春华，李铮，张钧阳，奚嘉雯，申旭辉，孙栩，彭程，章卓雨，钱开荣，付明志，赵剑剑，孙捷，许开睿，刘宜丰，张颖，杨大畅，
申请(专利权)人：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：