【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子，具体涉及一种海上风电工频与低频混合送出系统启动方法。
技术介绍
1、目前，海上风电场的建设逐渐由近距离、小容量向着深远海、大规模方向发展。当海上风电场离岸超过一定距离后，采用传统的工频交流输电方式存在着海缆等效电容消耗无功功率过大的问题，此时，采用柔性低频输电方式是一种更为经济有效的手段。
2、然而，由于目前低频输电技术还不够成熟，关键低频设备还没有实现大规模生产应用，因此低频输电工程的建设成本偏高，仅在特定容量、特定输电距离条件下具备成本优势；而海上风电场的输电距离和输电容量往往受到多种因素限制，这导致单纯采用低频输电的适用场景十分有限，亟需提出工频与低频混合送出方案，拓展海上风电低频输电技术的适用范围。
3、另外，海上风电工频与低频混合送出系统的启动过程较为复杂，涉及到工频设备、低频设备、换频阀、工频站用电、和低频站用电等多个系统和关键设备的充电及启动过程，目前尚缺少有效的启动解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种海上风电工频与低频混合送出系统启动方法，克服海上风电工频与低频混合送出系统设备种类多、启动过程复杂的问题，通过m3c换频阀的控制策略及整个系统的协同配合，实现工频和低频海上风电送出系统的顺利启动。
2、为了实现上述专利技术目的，本方法采取如下技术方案：
3、一种海上风电工频与低频混合送出系统启动方法，所述海上风电工频与低频混合送出系统包括：海上工频风电机组、海上低频风电机组、工频
4、所述陆上换频阀采用m3c拓扑结构，m3c换频阀由三个换频模块构成，每个换频模块包含三个桥臂支路，整个m3c换频阀共由九个桥臂支路构成，每个桥臂支路由多个级联的全桥子模块及桥臂电感串联组成，m3c换频阀两侧的三相交流系统通过桥臂支路相联接，一侧系统的每一相分别通过三个桥臂支路连接至另一侧系统的三相；
5、所述海上风电工频与低频混合送出系统启动方法的特征在于：
6、系统启动过程开始，首先闭合连接陆上站用变压器的工频220kv开关设备，给陆上站用电系统供电；
7、闭合连接陆上工频换流变压器的工频220kv开关设备，给陆上工频换流变压器充电；
8、确认陆上启动电阻的旁路隔离开关处于断开状态后，闭合陆上工频66kv开关设备，开始给陆上换频阀全桥子模块电容充电；
9、解锁陆上换频阀，将陆上换频阀工频侧控制策略调整为电容电压和无功功率控制模式，调节电容电压至额定值，无功功率为零；
10、在所述全桥子模块电容电压达到额定电压后，闭合启动电阻旁路开关；
11、将陆上换频阀低频侧控制策略调整为交流电压控制模式，调节换频阀低频侧交流电网电压至额定值；
12、闭合陆上低频66kv开关设备，给陆上低频换流变压器充电；
13、闭合陆上低频220kv开关设备，给低频送出海缆充电；
14、闭合海上低频220kv开关设备，给海上低频换流变压器充电；
15、启动海上低频站用电变频器，给海上站用电系统供电；
16、闭合海上低频66kv开关设备，给低频集电海缆充电；
17、逐台启动海上低频风电机组；
18、闭合连接工频送出海缆的陆上工频220kv开关设备，给工频送出海缆充电；
19、闭合海上工频220kv开关设备，给海上工频升压变压器充电；
20、闭合海上工频66kv开关设备，给工频集电海缆充电；
21、逐台启动海上工频风电机组。
22、进一步地，所述陆上换频阀低频侧交流电压控制模式通过以下方法实现：
23、采用低频交流电压pi控制器对低频d、q轴电压ugdq1进行控制，使其分别跟随给定的参考值ugd1ref及ugq1ref，低频交流电压pi控制器的输出经过限幅环节后，分别作为d、q轴电流的参考值ivd1ref和ivq1ref；具体实现方式如下：
24、
25、
26、其中：fpi1(s)为低频交流电压pi控制器的传递函数，kp1为比例系数，ki1为积分系数，ivd1ref,ivq1ref对应为电流矢量ivdq1ref的d轴，q轴分量。
27、采用低频电流pi控制器对低频d、q轴电流ivdq1进行控制，使其跟随参考值ivdq1ref，低频电流pi控制器的输出作为低频输出电压uvdq1；具体实现方式如下：
28、
29、
30、其中：fpi2(s)为低频电流pi控制器的传递函数，kp2为比例系数，ki2为积分系数，l1为包含低频侧换流变压器和桥臂电抗器的等效电感，uvd1,uvq1对应为电压矢量uvdq1的d轴，q轴分量，ωr1为低频电网电压角频率。
31、进一步地，所述陆上换频阀电容电压和无功功率控制模式通过以下方法实现：
32、采用电容电压和无功功率pi控制器对电容电压平均值uc和无功功率qg2进行控制，使其分别跟随给定的参考值ucref及qg2ref，电容电压和无功功率pi控制器的输出经过限幅环节后，分别作为d、q轴电流的参考值ivd2ref和ivq2ref；具体实现方式如下：
33、
34、
35、其中：fpi3(s)为电容电压和无功功率pi控制器的传递函数，kp3为比例系数，ki3为积分系数，ivd2ref,ivq2ref对应为电流矢量ivdq2ref的d轴，q轴分量。
36、采用工频电流pi控制器对工频d、q轴电流ivdq2进行控制，使其跟随参考值ivdq2ref，工频电流pi控制器的输出作为工频输出电压uvdq2；具体实现方式如下：
37、
38、
39、其中：fpi4(s)为工频电流pi控制器的传递函数，kp4为比例系数，ki4为积分系数，l2为包含工频侧换流变压器和桥臂电抗器的等效电感，uvd2,uvq2对应为电压矢量uvdq2的d轴，q轴分量，ωg2为工频电网电压角频率。
40、本专利技术的有益效果是：通过m3c换频阀的控制策略及整个系统的协同配合，能够实现工频和低频海上风电混合送出系统的平稳顺利启动，能够充分利用低频输电在特定输电容量下优势区间输电，而剩余容量则可采用工频输电方式送出，具有良好的经济效益。
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1.一种海上风电工频与低频混合送出系统启动方法，所述海上风电工频与低频混合送出系统包括：海上工频风电机组、海上低频风电机组、工频集电海缆、低频集电海缆、海上工频66kV开关设备、海上低频66kV开关设备、海上工频升压变压器、海上低频升压变压器、海上工频220kV开关设备、海上工频高压电抗器、海上低频220kV开关设备、海上低频站用变压器、海上低频站用电变频器、工频送出海缆、低频送出海缆、陆上工频高压电抗器、陆上低频220kV开关设备、陆上低频换流变压器、陆上低频66kV开关设备、陆上换频阀、陆上启动电阻、陆上工频66kV开关设备、陆上工频换流变压器、陆上工频220kV开关设备、陆上工频站用变压器、陆上220kV工频母线；其特征在于，
2.根据权利要求1所述的海上风电工频与低频混合送出系统启动方法，其特征在于，陆上换频阀低频侧交流电压控制模式通过以下方法实现：
3.根据权利要求1所述的海上风电工频与低频混合送出系统启动方法，其特征在于，陆上换频阀电容电压和无功功率控制模式通过以下方法实现：
【技术特征摘要】
1.一种海上风电工频与低频混合送出系统启动方法，所述海上风电工频与低频混合送出系统包括：海上工频风电机组、海上低频风电机组、工频集电海缆、低频集电海缆、海上工频66kv开关设备、海上低频66kv开关设备、海上工频升压变压器、海上低频升压变压器、海上工频220kv开关设备、海上工频高压电抗器、海上低频220kv开关设备、海上低频站用变压器、海上低频站用电变频器、工频送出海缆、低频送出海缆、陆上工频高压电抗器、陆上低频220kv开关设备、陆上低频换流变压器、陆上...
【专利技术属性】
技术研发人员：王霄鹤，林斌，杨文斌，郦洪柯，陈晴，谢瑞，杨林刚，黄松阁，陈期，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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