海上风电柔性直流系统直流电压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柔性直流系统直流电压协同控制方法及装置，该方法综合网侧并网点的额定频率和额定电压、网侧换流器的无功功率实测值和无功功率参考值、网侧换流器直流侧的直流电压测量值和直流电压额定值、网侧换流器交流侧的交流电压测量值、网侧并网点电流和最大电流获得网侧三相电压参考值以控制网侧换流器，综合机侧并网点的额定频率和额定电压、机侧换流器的无功功率实测值和无功功率参考值、机侧换流器直流侧的直流电压测量值和直流电压额定值、机侧换流器交流侧的交流电压测量值、机侧并网点电流和大电流获得机侧三相电压参考值以控制机侧换流器，根据本公开能够使得海上风电场柔性直流输电系统对接入电网具有较强的电压支撑能力。有较强的电压支撑能力。有较强的电压支撑能力。

【技术实现步骤摘要】
海上风电柔性直流系统直流电压协同控制方法及装置


[0001]本公开涉及海上风电场柔性直流输电领域，尤其涉及一种海上风电柔性直流系统直流电压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。其中对于海上风力发电而言，柔性直流输电技术是目前深远海大规模风电送出的主流方式。海上风电柔性直流输电系统存在两个并网点，一个是陆上换流站与大电网(即陆上主网)连接的并网点，一个是海上换流站与风电场连接的并网点。柔直系统本身调节能力有限，考虑到柔性直流换流器在其电压允许范围内，可以生成任一频率、幅值的电压。通常对于陆上电网而言，通常不要求风电柔直系统参与系统电压、频率调节。但是随着海上风电并网规模的不断加大，风电对接入电网的影响越来越大，陆上大电网希望柔直系统连接的风电场在一定程度上能够对接入电网并网点电压起到一定支撑作用。因此，现有技术急需一种对接入电网并网点电压的支撑能力较强的海上风电柔性直流系统直流电压协同控制技术。

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柔性直流系统直流电压协同控制方法，主要目的在于使得海上风电场柔性直流输电系统对接入电网具有较强的电压支撑能力。
[0005]本公开的第二个目的在于提出一种海上风电柔性直流系统直流电压协同控制装置。
[0006]本公开的第三个目的在于提出一种海上风电柔性直流系统直流电压协同控制设备。
[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柔性直流系统直流电压协同控制方法，所述海上风电场柔性直流系统包括换流器和并网点，所述换流器包括网侧换流器和机侧换流器，所述并网点包括网侧并网点和机侧并网点，网侧换流器经由网侧并网点与陆上主网连接，机侧换流器经机侧并网点与海上风电场连接，所述方法包括：
[0008]获取各并网点的额定频率和额定电压、各换流器的无功功率实测值和无功功率参考值、各换流器直流侧的直流电压测量值和直流电压额定值、各换流器交流侧的交流电压测量值、各并网点的并网点电流、各换流器的最大电流；
[0009]基于所述额定频率、所述直流电压测量值和所述直流电压额定值计算获得网侧相位参考值和机侧相位参考值，基于所述额定电压、所述无功功率实测值和所述无功功率参考值计算获得网侧电压参考值和机侧电压参考值；
[0010]基于网侧的交流电压测量值、所述网侧相位参考值和所述网侧电压参考值计算获
得网侧电流参考值；基于网侧并网点电流、所述网侧换流器的最大电流、所述网侧相位参考值和所述网侧电流参考值计算获得网侧三相电压参考值，基于所述网侧三相电压参考值控制所述网侧换流器；
[0011]基于机侧的交流电压测量值、所述机侧相位参考值和所述机侧电压参考值计算获得机侧电流参考值；基于机侧并网点电流、所述机侧换流器的最大电流、所述机侧相位参考值和所述机侧电流参考值计算获得机侧三相电压参考值，基于所述机侧三相电压参考值控制所述机侧换流器。
[0012]在本公开的一个实施例中，所述基于所述额定频率、所述直流电压测量值和所述直流电压额定值计算获得网侧相位参考值和机侧相位参考值，包括：基于网侧调节电压、网侧换流器的直流电压测量值和网侧换流器的直流电压额定值计算获得网侧参考频率，基于所述网侧参考频率获得网侧相位参考值，其中所述网侧调节电压基于网侧第一阻尼系数、所述网侧参考频率和网侧并网点的额定频率获得；基于机侧调节电压、机侧换流器的直流电压测量值和机侧换流器的直流电压额定值计算获得机侧参考频率，基于所述机侧参考频率获得机侧相位参考值，其中所述机侧调节电压基于机侧第一阻尼系数、所述机侧参考频率和机侧并网点的额定频率获得。
[0013]在本公开的一个实施例中，所述基于所述额定电压、所述无功功率实测值和所述无功功率参考值计算获得网侧电压参考值和机侧电压参考值，包括：基于网侧调节功率、网侧换流器的无功功率实测值和网侧换流器的无功功率参考值计算获得网侧电压参考值，其中所述网侧调节功率基于网侧第二阻尼系数、所述网侧电压参考值和网侧并网点的额定电压获得；基于机侧调节功率、机侧换流器的无功功率实测值和机侧换流器的无功功率参考值计算获得机侧电压参考值，其中所述机侧调节功率基于机侧第二阻尼系数、所述机侧电压参考值和机侧并网点的额定电压获得。
[0014]在本公开的一个实施例中，所述网侧电压参考值包括网侧d轴电压参考分量和网侧q轴电压参考分量，所述基于网侧的交流电压测量值、所述网侧相位参考值和所述网侧电压参考值计算获得网侧电流参考值，包括：利用派克变换基于网侧换流器的交流电压测量值和所述网侧相位参考值获得网侧d轴电压分量和网侧q轴电压分量；基于网侧d轴电压参考分量、网侧q轴电压参考分量、网侧d轴电压分量、网侧q轴电压分量获得网侧电流参考值，所述网侧电流参考值包括网侧d轴电流参考分量和网侧q轴电流参考分量。
[0015]在本公开的一个实施例中，所述基于网侧并网点电流、所述网侧换流器的最大电流、所述网侧相位参考值和所述网侧电流参考值计算获得网侧三相电压参考值，包括：利用派克变换基于所述网侧并网点电流和所述网侧相位参考值获得网侧d轴电流分量和网侧q轴电流分量；基于网侧换流器的最大电流、所述网侧d轴电流参考分量、所述网侧q轴电流参考分量获得网侧目标d轴电流参考分量和网侧目标q轴电流参考分量；利用派克逆变换基于所述网侧d轴电流分量、所述网侧q轴电流分量、所述网侧目标d轴电流参考分量和所述网侧目标q轴电流参考分量获得网侧三相电压参考值。
[0016]在本公开的一个实施例中，所述利用派克逆变换基于所述网侧d轴电流分量、所述网侧q轴电流分量、所述网侧目标d轴电流参考分量和所述网侧目标q轴电流参考分量获得网侧三相电压参考值，包括：基于网侧d轴电流分量、目标网侧d轴电流参考分量和网侧d轴电压分量获得网侧d轴电压目标值；基于网侧q轴电流分量、目标网侧q轴电流参考分量和网
侧q轴电压分量获得网侧q轴电压目标值；利用派克逆变换基于所述网侧d轴电压目标值和所述网侧q轴电压目标值获得网侧三相电压参考值。
[0017]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柔性直流系统直流电压协同控制装置，所述海上风电场柔性直流系统包括换流器和并网点，所述换流器包括网侧换流器和机侧换流器，所述并网点包括网侧并网点和机侧并网点，网侧换流器经由网侧并网点与陆上主网连接，机侧换流器经机侧并网点与海上风电场连接，所述装置包括：
[0018]获取模块，用于获取各并网点的额定频率和额定电压、各换流器的无功功率实测值和无功功率参考值、各换流器直流侧的直流电压测量值和直流电压额定值、各换流器交流侧的交流电压测量值、各并网点的并网点电流、各换流器的最大电流；
[0019]计算模块，用于基于所述额定频率、所述直流电压测量值和所述直流电压额定值计算获得网侧相位参考值和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电柔性直流系统直流电压协同控制方法，其特征在于，所述海上风电场柔性直流系统包括换流器和并网点，所述换流器包括网侧换流器和机侧换流器，所述并网点包括网侧并网点和机侧并网点，网侧换流器经由网侧并网点与陆上主网连接，机侧换流器经机侧并网点与海上风电场连接，所述方法包括：获取各并网点的额定频率和额定电压、各换流器的无功功率实测值和无功功率参考值、各换流器直流侧的直流电压测量值和直流电压额定值、各换流器交流侧的交流电压测量值、各并网点的并网点电流、各换流器的最大电流；基于所述额定频率、所述直流电压测量值和所述直流电压额定值计算获得网侧相位参考值和机侧相位参考值，基于所述额定电压、所述无功功率实测值和所述无功功率参考值计算获得网侧电压参考值和机侧电压参考值；基于网侧的交流电压测量值、所述网侧相位参考值和所述网侧电压参考值计算获得网侧电流参考值；基于网侧并网点电流、所述网侧换流器的最大电流、所述网侧相位参考值和所述网侧电流参考值计算获得网侧三相电压参考值，基于所述网侧三相电压参考值控制所述网侧换流器；基于机侧的交流电压测量值、所述机侧相位参考值和所述机侧电压参考值计算获得机侧电流参考值；基于机侧并网点电流、所述机侧换流器的最大电流、所述机侧相位参考值和所述机侧电流参考值计算获得机侧三相电压参考值，基于所述机侧三相电压参考值控制所述机侧换流器。2.根据权利要求1所述的海上风电柔性直流系统直流电压协同控制方法，其特征在于，所述基于所述额定频率、所述直流电压测量值和所述直流电压额定值计算获得网侧相位参考值和机侧相位参考值，包括：基于网侧调节电压、网侧换流器的直流电压测量值和网侧换流器的直流电压额定值计算获得网侧参考频率，基于所述网侧参考频率获得网侧相位参考值，其中所述网侧调节电压基于网侧第一阻尼系数、所述网侧参考频率和网侧并网点的额定频率获得；基于机侧调节电压、机侧换流器的直流电压测量值和机侧换流器的直流电压额定值计算获得机侧参考频率，基于所述机侧参考频率获得机侧相位参考值，其中所述机侧调节电压基于机侧第一阻尼系数、所述机侧参考频率和机侧并网点的额定频率获得。3.根据权利要求2所述的海上风电柔性直流系统直流电压协同控制方法，其特征在于，所述基于所述额定电压、所述无功功率实测值和所述无功功率参考值计算获得网侧电压参考值和机侧电压参考值，包括：基于网侧调节功率、网侧换流器的无功功率实测值和网侧换流器的无功功率参考值计算获得网侧电压参考值，其中所述网侧调节功率基于网侧第二阻尼系数、所述网侧电压参考值和网侧并网点的额定电压获得；基于机侧调节功率、机侧换流器的无功功率实测值和机侧换流器的无功功率参考值计算获得机侧电压参考值，其中所述机侧调节功率基于机侧第二阻尼系数、所述机侧电压参考值和机侧并网点的额定电压获得。4.根据权利要求3所述的海上风电柔性直流系统直流电压协同控制方法，其特征在于，所述网侧电压参考值包括网侧d轴电压参考分量和网侧q轴电压参考分量，所述基于网侧的交流电压测量值、所述网侧相位参考值和所述网侧电压参考值计算获得网侧电流参考值，
包括：利用派克变换基于网侧换流器的交流电压测量值和所述网侧相位参考值获得网侧d轴电压分量和网侧q轴电压分量；基于网侧d轴电压参考分量、网侧q轴电压参考分量、网侧d轴电压分量、网侧q轴电压分量获得网侧电流参考值，所述网侧电流参考值包括网侧d轴电流参考分量和网侧q轴电流参考分量。5.根据权利要求4所述的海上风电柔性直流系统直流电压协同控制方法，其特征在于，所述基于网侧并网点电流、所述网侧换流器的最大电流、所述网侧相位参考值和所述网侧电流参考值计算获得网侧三相电压参考值，包括：利用派克变换基于所述网侧并网点电流和所述网侧相位参考值获得网侧d轴电流分量和网侧q轴电流分量；基于网侧换流器的最大电流、所述网侧d轴电流参考分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡静，郭小江，刘述鹏，李铮，李春华，孙栩，奚嘉雯，赫卫国，张钧阳，申旭辉，刘铭烁，章卓雨，郑逸枫，彭程，赵瑞斌，付明志，秦猛，姜兴广，关艳飞，
申请(专利权)人：华能浙江能源开发有限公司清洁能源分公司，
类型：发明
国别省市：