[發明專利]一種連接風電場的柔性直流輸電系統直流過電壓抑制方法

有效

• 申請號: 201410400790.2
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104158205A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 韓民曉;許冬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國家電網公司;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明涉及風電場輸配電技術領域，特別涉及一種連接風電場的柔性直流輸電系統直流過電壓抑制方法。

背景技術

隨著風電的大規模開發，越來越多的風電將通過柔性直流輸電系統送出。但在風電場所處的地區，交流電網強度較弱或沒有交流電網支撐，所以采用孤島運行方式，需要柔性直流輸電系統的送端換流站VSC1(Voltage?Source?Converter?1)采用定交流電壓和定頻率控制來為風電場提供交流電壓。采用此種控制方式，將有一些缺點：

1.送端換流站VSC1將相當于一個理想的交流電源，不能實現對風電場輸出功率的調節，風電場輸出的功率將全部由柔性直流輸電系統送出；

2.在受端交流系統故障時，例如發生電壓跌落，受端換流站VSC2(Voltage?Source?Converter?2)由于受到限電流環節的影響，輸出功率將降低，若風電場不能及時減小輸出的功率，直流側將出現過電壓。若柔性直流輸電系統長時間處于過電壓狀態下，會威脅設備安全，并造成整個系統停運，交流電網將損失大量功率，對交流系統的穩定造成嚴重威脅。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種連接風電場的柔性直流輸電系統直流過電壓抑制方法，用以解決目前風電場輸配電研究中存在的問題。

為實現上述目的，本發明提出的技術方案是，一種連接風電場的柔性直流輸電系統直流過電壓抑制方法，其中，所述風電場包括雙饋風機、雙饋風機控制器；所述柔性直流輸電系統包括送端換流站VSC1、受端換流站VSC2、連接兩個換流站的直流電路、受端等效交流電網；所述送端換流站VSC1與受端電流站VSC2結構相同，包括換流變壓器、交流濾波器、換流主回路、檢測與控制設備；所述檢測和控制設備包括直流電壓互感器、A/D轉換器、控制機柜；當受端換流站VSC2所連接的交流系統發生電壓跌落故障時，其特征在于，所述方法包括下列步驟：

步驟1：直流電壓互感器采集送端換流站VSC1端口的直流電壓U_dc，將采集到的直流電壓模擬信號通過A/D轉換器進行A/D轉換，轉換后的直流電壓U_dc數字信號傳送給送端換流站VSC1的控制機柜；

步驟2：送端換流站VSC1的控制機柜根據所采集的直流電壓U_dc值升高送端換流站VSC1輸出的交流電壓頻率f，具體步驟如下：

步驟201：計算雙饋風機角速度ω和直流電壓U_dc的函數關系；設E為直流電容儲存的能量，則有，

E=12CUdc2---(1)]]>

(1)式中，C為等效直流電容值，U_dc為送端換流站VSC1輸出的直流電壓，雙饋風機的加速功率為：

PWT=Hωdωdt,(ω≤ωmax)]]>

(2)(2)式中，H為風電場的總轉動慣量，ω為雙饋風機的角速度，ω_max為雙饋風機最大角速度；設Δt時間雙饋風機增加的動能為E_wt，調節初始時間為t₀，由(2)式可得：