一种计及多约束的直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种计及多约束的直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法，具体步骤为：针对海上风电与卸荷电路、无功补偿装置协同配合的故障穿越控制方法，确定故障穿越期间无功出力分配方式；定义与计算LVRT/HVRT期间临界电压与LVRT/HVRT期间极限可控电压；依据有功电流大小与无功电源辅助控制切入时机划分故障电压区间；确定各故障电压区间内约束条件下无功电流比例系数的取值；提出直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制策略并与固定无功电流比例系数的故障穿越控制策略对比。本发明专利技术能够应对风电并网系统交流侧电压连锁故障，可以避免故障期间谐波激增、以及后续连锁故障等问题，并能够有效提升风电并网系统电压主动支撑能力。有效提升风电并网系统电压主动支撑能力。有效提升风电并网系统电压主动支撑能力。

【技术实现步骤摘要】
一种计及多约束的直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法


[0001]本专利技术属于新能源发电并网
，具体为一种计及多约束的直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国海上风电发展迅速。截至2022年底，我国风电建成并网规模约365GW，其中海上风电约30GW，约占全部风电的8.3％，已建成并网项目均位于近海海域。2022年我国海上风电发电量680亿千瓦时，同比增长116％。自2021年我国海上风电并网规模跃居全球首位以来，已连续两年稳居全球第一，规模超过第2～5名国家海上风电并网装机总和。但随着风电接入比例的升高，大规模风电并网系统还存在故障穿越等安全稳定风险，亟需从大规模风电场接入电网的实际场景出发，充分考虑海上风电的自身特点提出兼顾系统稳定性与电网无功响应需求的风电并网系统故障穿越控制策略。
[0003]现有直驱式风电并网系统故障穿越控制策略没有考虑故障前变流器运行工况对风机电压主动支撑能力的约束，浪费风机的电压主动支撑能力。其次，现有控制策略保持无功电流比例系数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及多约束的直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：针对海上风电与卸荷电路、无功补偿装置协同配合的电压连续穿越控制方法，确定电压连续穿越期间无功出力分配方式；步骤2：定义与计算LVRT/HVRT期间临界电压与LVRT/HVRT期间极限可控电压；步骤3：依据有功电流大小与无功电源辅助控制切入时机划分故障电压区间；步骤4：确定各故障电压区间内约束条件下无功电流比例系数的取值；步骤5：提出直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法。2.根据权利要求1所述的一种计及多约束的直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法，其特征在于，所述步骤1中的针对海上风电与卸荷电路、无功补偿装置协同配合的电压连续穿越控制方法，确定电压连续穿越期间无功出力分配方式，风机无功响应速度迅速而无功电源存在控制延时，为提升风电场故障期间有、无功功率响应速度避免故障后无功盈余导致的暂态过电压，确定风机为主，无功补偿装置为辅的无功出力分配方式。3.根据权利要求2所述的一种计及多约束的直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法，其特征在于，所述步骤2中的定义与计算LVRT/HVRT期间临界电压与LVRT/HVRT期间极限可控电压，定义LVRT/HVRT期间临界电压，解释为保持GSC输出有功电流不变，GSC输出无功电流满足并网准则要求的前提下，风电机组可穿越的最低/高电压；定义LVRT/HVRT期间极限可控电压，解释为LVRT/HVRT期间GSC仅输出无功电流而不输出有功电流情况下风机可穿越的最低/高电压，考虑GSC电流约束，分别计算LVRT期间临界电压与极限可控电压：考虑LVRT期间GSC电流约束与无功电流响应表达式：式中，I
gd
为GSC交流侧输出电流d轴分量；ΔI
gq
为风机增发无功电流标幺值；I
gmax
为GSC交流侧输出电流限值标幺值；k1为无功电流比例系数；k2为风电场并网点电压标幺值，考虑LVRT期间并网准则约束k1＝1.5与并网系统故障前运行工况约束I
gd
＝I
gd0+
，则LVRT期间临界电压k
21min
表达式为：式中，I
gd0+
表示故障前GSC输出有功电流标幺值；考虑LVRT期间并网准则约束k1＝1.5与无功电流响应ΔI
gq
＝I
gmax
，则LVRT期间GSC极限可控电压k
2min
表达式：考虑GSC电流与电压约束，计算LVRT与HVRT期间临界电压与极限可控电压表达式，GSC电压、电流以及滤波电感电压满足如下约束：
式中，V
cd
与V
cq
分别为GSC交流侧电压在d、q轴的分量；V
c
为GSC交流侧电压标幺值；U
dc
为GSC直流侧电容电压标幺值；m为调制比，为避免变流器过调制，一般取m≤2；V
Ld
与V
Lq
分别为滤波电感电压在d、q轴的分量；X
L
为滤波电感电抗；考虑并网系统故障前运行工况约束I
gd
＝I
gd0+
，则：考虑HVRT期间并网准则约束k1＝1.5，则表示HVRT期间风机在满足k1＝1.5时的临界电压，其中与分别为k1＝1.5时与的取值；考虑HVRT期间GSC电压极值V
c
＝V
cmax
与电流极值ΔI
gq
＝I
gmax
，则HVRT期间极限可控电压k
2max
表达式为：k
2max
＝V
cmax
+X
L
I
gmax
，式中：V
cmax
表示为避免变流器过调制、GSC交流侧电压最大值。4.根据权利要求3所述的一种计及多约束的直驱风电并网系统变无功电流比例系数电压连续穿越控制方法，其特征在于，所述步骤3中的依据有功电流大小与无功电源辅助控制切入时机划分故障电压区间，分别考虑LVRT、HVRT阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈武晖，田书新，余浩，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：