[發明專利]風電場的高電壓穿越控制方法、系統、MMC及機側變流器

有效

• 申請號: 202010046620.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN113131510B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 馮其塔;湯明杰;李昂
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 彭瓊

本發明實施例提供了一種風電場的高電壓穿越控制方法、系統、MMC及機側變流器。該風電場的高電壓穿越控制方法包括：確定電網電壓的幅值；若電網電壓的幅值超過第一閾值，則確定進入高電壓穿越狀態；獲取模塊化多電平電壓源換流器的基頻調制波；在基頻調制波上疊加三次諧波，得到疊加后的調制波；根據疊加后的調制波控制模塊化多電平電壓源換流器工作。采用本發明實施例中的技術方案，能夠滿足風電場的高電壓穿越要求。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種風電場的高電壓穿越控制方法、系統、MMC及機側變流器。

背景技術

近年來，基于模塊化多電平電壓源變流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔性直流輸電技術應用越來越廣泛。參見圖1中的柔性直流輸電一體化風電場，直流風機通過架空線或者電纜與MMC連接，MMC與電網直接相連。

然而，現有技術中直流風機和MMC之間的輸送距離可能達到幾十公里或者幾百公里，且兩者之間沒有通信，導致柔性直流輸電一體化風電場的高電壓穿越實現起來比較困難。

因此，亟需一種新的風電場的高電壓穿越控制方法、系統、MMC及機側變流器，以使柔性直流輸電一體化風電場能夠滿足高電壓穿越要求。

發明內容

本發明實施例提供了一種風電場的高電壓穿越控制方法、系統、MMC及機側變流器，能夠滿足風電場的高電壓穿越要求。

第一方面，本發明實施例提供一種風電場的高電壓穿越控制方法，用于模塊化多電平電壓源換流器，模塊化多電平電壓源換流器連接于風電場的直流母線和電網之間，該高電壓穿越控制方法包括：

確定電網電壓的幅值；

若電網電壓的幅值超過第一閾值，則確定進入高電壓穿越狀態；

獲取模塊化多電平電壓源換流器的基頻調制波；

在基頻調制波上疊加三次諧波，得到疊加后的調制波；

根據疊加后的調制波控制模塊化多電平電壓源換流器工作。

在第一方面的一種可能的實施方式中，

基頻調制波的表達式為：

三次諧波U_3rd的表達式為：

U_3rd＝k×M×cos(3(θ+α))

其中，k為三次諧波系數，M為調制度，θ為旋轉角度，α為初始相位角。

在第一方面的一種可能的實施方式中，k為-1/6。

在第一方面的一種可能的實施方式中，在基頻調制波上疊加三次諧波，得到疊加后的調制波的步驟，包括：在確定進入高電壓穿越狀態后，增加直流母線電壓給定值，以抬升直流母線電壓；根據增加后的直流母線電壓給定值和直流母線電壓測量值調整基頻調制波，得到調整后的基頻調制波；在調整后的基頻調制波上疊加三次諧波，得到疊加后的調制波。

第二方面，本發明實施例提供一種高電壓穿越控制方法，用于風電場的風力發電機組的機側變流器，機側變流器通過直流母線連接模塊化多電平電壓源換流器。該高電壓穿越控制方法包括：

確定直流母線電壓的幅值；

若直流母線電壓的幅值超過第二閾值，則確定進入高電壓穿越狀態；

根據直流母線電壓的幅值計算滿足高電壓穿越條件時模塊化多電平電壓源換流器需要吸收的最小無功功率；

根據最小無功功率和模塊化多電平電壓源換流器的視在功率，計算滿足高電壓穿越條件時機側變流器的制動電路允許的最小占空比；