[發明專利]一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法

在審

• 申請號: 202010390635.2
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN113644676A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 李金科;管永高;王震泉;韓志錕;趙繼超;馮士睿;何悅;楊赟
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38;H02M1/088
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

1.一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法，其特征在于，海上換流器采用定交流電壓運行方式，陸上換流器采用無功功率控制和直流電壓控制相結合的控制方式，包括：

陸上換流器通過無功功率控制得到輸出調制波信號；

對所述輸出調制波信號進行零序注入及諧波環流注入；

采用所述零序注入及環流諧波注入后的調制波控制陸上換流器橋臂的關斷和開通。

2.根據權利要求1所述的一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法，其特征在于，所述陸上換流器通過無功功率控制得到輸出調制波信號，包括：

采集三相電壓經過鎖相環計算，得到相角θ；

通過park變換，得到交流系統電壓正序分量和電流正序分量

獲取系統直流電壓指令u_{dc_ref}和無功功率指令Q_ref；

直流電壓指令u_{dc_ref}與實際直流電壓u_dc經PI調節后，得到有功指令無功功率指令Q_ref與并網無功功率Q經PI調節后，得到無功指令

有功指令與電流正序分量無功指令與電流正序分量分別通過PI調節后進行電流調節，將d軸電流解耦量與電壓前饋量加入d軸，將q軸電流解耦量與電壓前饋量加入q軸，經坐標變換得到輸出電壓參考值u_{j_ref}；

輸出電壓參考值u_{j_ref}進行標幺化，得到j相調制波m_j，j＝a,b,c。

3.根據權利要求2所述的一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法，其特征在于，所述對所述輸出調制波信號進行零序注入，包括：

判斷三相六橋臂橋臂電流峰值最大相是否滿足零序注入的實現條件，如果滿足，判斷處于向上鉗位還是向下鉗位的狀態，進行零序注入，得到零序注入后無功功率控制的j相調制波否則，判斷第二高的橋臂電流峰值所在相是否滿足零序注入的實現條件，如果滿足，判斷處于向上鉗位還是向下鉗位的狀態，進行零序注入，得到零序注入后無功功率控制的j相調制波否則，不進行零序注入；

所述向上鉗位和向下鉗位時，零序注入量m₀分別為1-m_j和-1-m_j。

4.根據權利要求3所述的一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法，其特征在于，所述零序注入的實現條件，包括：

柔性直流換流器調制波絕對值不能超過1，在某一開關時刻，三相調制波中，最大值及最小值的調制波能夠分別鉗位至1和-1，處于中間階段的調制波不能夠被鉗位。

5.根據權利要求2所述的一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法，其特征在于，所述對所述輸出調制波信號進行諧波環流注入，包括：

以降低換流器損耗和降低模塊電壓波動為目標計算諧波環流注入的2倍頻諧波的幅值y及相角σ；

計算諧波環流注入后橋臂電流；

判斷橋臂電流是否越限，如果越限，則不進行諧波環流注入；如果不越限，則對橋臂環流注入諧波環流ysin(2τ+σ)；

經PR調節器后，得到諧波環流注入的諧波電壓參考值u_{jdiff_ref}；

諧波電壓參考值u_{jdiff_ref}經過標幺化計算，得到j相環流控制調制波m_jdiff。

6.根據權利要求5所述的一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法，其特征在于，所述計算諧波環流注入后橋臂電流，包括：

其中，為諧波環流注入后j相上橋臂電流，i_jdiff為j相橋臂環流，τ為交流電流初始相位，z為橋臂電流的直流偏置，i_j為交流側j相電流。

7.根據權利要求1所述的一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法，其特征在于，所述采用所述零序注入及環流諧波注入后的調制波控制陸上換流器橋臂的關斷和開通，包括：

陸上換流器上、下橋臂調制波：

其中，m_ju和m_jl分別為陸上換流器上、下橋臂j相調制波，為零序注入后無功功率控制的j相調制波，m_jdiff為諧波環流注入得到的j相環流控制調制波。