海上风电控制系统、方法及电子设备技术方案

本公开提出了一种海上风电控制系统、方法及电子设备，该系统包括：GSMMC换流站与WFMMC换流站；GSMMC换流站采取定直流电压、定无功功率控制，为陆上交流系统提供稳定的直流电压和平衡的无功功率平衡；WFMMC换流站的第一WFMMC换流器通过定交流电压幅值、定频率，为海上风电场建立幅值和频率恒定的交流电压；第二WFMMC换流器采用定直流电流差、定q轴电流差，控制海上风电场的正极和海上风电场的负极之间功率分配一致。本发明专利技术中双极MMC

【技术实现步骤摘要】
海上风电控制系统、方法及电子设备


[0001]本公开涉及电力电子
，尤其涉及一种海上风电控制系统、方法及电子设备。

技术介绍

[0002]基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术（MMC
‑
HVDC）具有制造难度低，开关损耗低、波形质量好、谐波含量低等优点，在远距离海上风电输送方面具有良好的应用前景。随着柔性直流输电系统的电压等级和输电容量逐渐增大，真双极柔性直流输电系统凭借其高灵活性和可靠性的特点，得到了越来越多的关注。
[0003]海上风电经柔性直流送出时，风场侧混合型多电平变换器(wind farm modular multilevel converter，WFMMC)负责建立海上交流系统的电压和频率，采用定交流电压幅值、定频率控制(简称定Vf控制)，然而若两极均采用定Vf控制，其无差调节会导致两极换流单元对同一交流电压反复调节，引起交流系统波动，不利于系统稳定。故现有的双极柔直海上换流站控制一般采用一极定交流电压控制，另一极定功率控制，然而由于风电场出力具有随机性和波动性的特点，如果功率控制极的指令没有充分考虑风电出力的不确定性，不能均衡两极间的功率分配，并且实时调节有功出力的任务将会全部由电压控制极承担，当风场出力波动较大时，可能导致电压控制极发生过负荷问题。因此，需要提出一种新的海上风电真双极柔性直流输电系统协同控制方法，保证系统稳定、均衡正负极之间的功率分配。

技术实现思路

[0004]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。
[0005]为此，本公开的一个目的在于提出一种海上风电控制系统。
[0006]本公开的第二个目的在于提出一种海上风电控制方法。
[0007]本公开的第三个目的在于提出一种电子设备。
[0008]本公开的第四个目的在于提出一种非瞬时计算机可读存储介质。
[0009]本公开的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。
[0010]为达上述目的，本公开第一方面实施方式提出了一种海上风电控制方法，包括：相连的陆上双极换流站(grid side MMC，GSMMC)与海上双极换流站WFMMC；所述陆上双极换流站GSMMC的正负两极分别对应连接所述陆上交流系统的正负两极，所述陆上双极换流站GSMMC的正负两极均采取定直流电压、定无功功率控制，为所述陆上交流系统提供稳定的直流电压和平衡的无功功率平衡；所述海上双极换流站WFMMC包括第一WFMMC换流器和第二WFMMC换流器，所述第一WFMMC换流器、第二WFMMC换流器分别与所述海上风电场的正极、负极相连；所述第一WFMMC换流器用于通过定交流电压幅值、定频率，为所述海上风电场建立幅值和频率恒定的交流电压；所述第二WFMMC换流器采用定直流电流差、定q轴电流差，控制所述海上风电场的正极和所述海上风电场的负极之间功率分配一致，其中所述q轴为所述第二WFMMC换流器的交流电流所在的dq坐标系的坐标轴。
[0011]根据本公开的一个实施方式，所述通过定交流电压幅值、定频率，为所述海上风电场建立幅值和频率恒定的交流电压，包括：获取风场侧交流电压幅值参考值和风场侧交流电压额定频率；将当前风场侧交流电压的幅值调整为所述风场侧交流电压幅值参考值，以及将风场侧交流电压调整至所述风场侧交流电压额定频率。
[0012]根据本公开的一个实施方式，所述将当前风场侧交流电压的幅值调整为所述风场侧交流电压幅值参考值，包括：将所述当前风场侧交流电压和所述风场侧交流电压幅值参考值输入至PI控制器中，以获取第一参考电流，其中，所述第一参考电流的幅值为所述风场侧交流电压幅值。
[0013]根据本公开的一个实施方式，所述将风场侧交流电压调整至所述风场侧交流电压额定频率，包括：将所述第一参考电流的频率调整为所述风场侧交流电压额定频率。
[0014]根据本公开的一个实施方式，所述采用定直流电流差、定q轴电流差，控制所述海上风电场的正极和所述海上风电场的负极之间功率分配一致，包括：获取所述海上风电场的正极的第一电流和第一定q轴电流，以及所述海上风电场的负极的第二电流和第二定q轴电流；将所述第一电流、所述第一定q轴电流、所述第二电流和所述第二定q轴电流输入至PI控制器中，以获取第二参考电流，其中，所述海上风电场的负极采用所述第二参考电流后，所述海上风电场的正极和所述海上风电场的负极之间功率相同。
[0015]根据本公开的一个实施方式，所述采取定直流电压、定无功功率控制，包括：获取系统单极直流电压参考值和单极无功功率参考值；将当前系统单极直流电压的电压值调整为所述系统单极直流电压参考值，以及将单极无功功率的功率值调整至所述单极无功功率参考值。
[0016]根据本公开的一个实施方式，所述将当前系统单极直流电压的电压值调整为所述系统单极直流电压参考值，以及将单极无功功率的功率值调整至所述单极无功功率参考值，包括：将所述当前系统单极直流电压的电压值、所述单极无功功率的功率值、所述系统单极直流电压参考值和所述单极无功功率参考值输入至PI控制器中，以获取第三参考电流，其中，所述第三参考电流的电压值为所述系统单极直流电压参考值，所述第三参考电流的功率值为所述单极无功功率参考值。
[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控制方法，包括：基于陆上双极换流站GSMMC的正负两极，均采取定直流电压、定无功功率控制，为陆上交流系统提供稳定的直流电压和平衡的无功功率平衡；基于第一WFMMC换流器，通过定交流电压幅值、定频率，为海上风电场建立幅值和频率恒定的交流电压；基于第二WFMMC换流器，采用定直流电流差、定q轴电流差，控制所述海上风电场的正极和所述海上风电场的负极之间功率分配一致。
[0018]为达上述目的，本公开第三方面实施例提出了一种电子设备，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，以实现如本公开第二方面实施例所述的海上风电控制方法。
[0019]为达上述目的，本公开第四方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于实现如本公开第二方面实施例所述的海上风电控制方法。
[0020]为达上述目的，本公开第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时用于实现如本公开第一方面实施例所述的海上风电控制方法。
[0021]本专利技术中双极MMC
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HVDC系统中海上换流站正负极采取两种不同的控制策略，两极分别控制不同的电气量，保证系统稳定运行，能够避免因采取同一种控制策略而导致的系统失稳，同时可以适应于海上风电出力的波动性和随机性
附图说明
图1为本公开提出的一种海上风电控制系统的结构示意图；图2为本公开提出的海上风电真双极MMC
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HVDC系统拓扑结构；图3为本公开提出的一种海上风电控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电控制系统，其特征在于，包括：相连的陆上双极换流站GSMMC与海上双极换流站WFMMC；所述陆上双极换流站GSMMC的正负两极分别对应连接陆上交流系统的正负两极，所述陆上双极换流站GSMMC的正负两极均采取定直流电压、定无功功率控制，为所述陆上交流系统提供稳定的直流电压和平衡的无功功率平衡；所述海上双极换流站WFMMC包括第一WFMMC换流器和第二WFMMC换流器，所述第一WFMMC换流器、第二WFMMC换流器分别与海上风电场的正极、负极相连；所述第一WFMMC换流器用于通过定交流电压幅值、定频率，为所述海上风电场建立幅值和频率恒定的交流电压；所述第二WFMMC换流器采用定直流电流差、定q轴电流差，控制所述海上风电场的正极和所述海上风电场的负极之间功率分配一致，其中所述q轴为所述第二WFMMC换流器的交流电流所在的dq坐标系的坐标轴。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通过定交流电压幅值、定频率，为所述海上风电场建立幅值和频率恒定的交流电压，包括：获取风场侧交流电压幅值参考值和风场侧交流电压额定频率；将当前风场侧交流电压的幅值调整为所述风场侧交流电压幅值参考值，以及将风场侧交流电压调整至所述风场侧交流电压额定频率。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述将当前风场侧交流电压的幅值调整为所述风场侧交流电压幅值参考值，包括：将所述当前风场侧交流电压和所述风场侧交流电压幅值参考值输入至PI控制器中，以获取第一参考电流，其中，所述第一参考电流的幅值为所述风场侧交流电压幅值。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述将风场侧交流电压调整至所述风场侧交流电压额定频率，包括：将所述第一参考电流的频率调整为所述风场侧交流电压额定频率。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采用定直流电流差、定q轴电流差，控制所述海上风电场的正极和所述海上风电场的负极之间功率分配一致，包括：获取所述海上风电场的正极的第一电流和第一定q轴电流，以及所述海上风电场的负极的第二电流和第二定q轴电流；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡静，郭小江，李春华，孙栩，申旭辉，罗海光，李铮，夏伟，马强，张钧阳，钟术威，车延博，车星玮，彭程，孙捷，李鑫鑫，刘宜丰，高鲁超，
申请(专利权)人：盛东如东海上风力发电有限责任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：