[發(fā)明專利]一種提高海上風(fēng)電柔直輸電送出能力的控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010390635.2
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN113644676A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 中國能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

本發(fā)明公開了一種提高海上風(fēng)電柔直輸電送電能力的控制方法，包括，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(jié)合的控制方式，陸上換流器通過功率控制得到輸出調(diào)制波信號，調(diào)制波經(jīng)過調(diào)制波零序注入及環(huán)流諧波注入輸出信號控制陸上換流器的關(guān)斷和開通，從而實現(xiàn)不同功率因數(shù)下?lián)Q流器的最大功率輸送，降低設(shè)備損耗，提高了新能源接入的受端電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高海上風(fēng)電柔直輸電送出能力的控制方法。

背景技術(shù)

我國的海上風(fēng)資源豐富，國家能源局出臺多項政策鼓勵海上風(fēng)電的開發(fā)利用。目前實際工程中海上風(fēng)電主要有兩種輸電方式：高壓交流、高壓直流。從投資成本、技術(shù)成熟度的角度來分析，交流輸電方式更多地應(yīng)用在近海的海上風(fēng)電輸電工程中。但隨著我國近海風(fēng)電資源的不斷開發(fā)，遠(yuǎn)海風(fēng)電的高效送出成了亟待解決的問題。這種情況需要一個魯棒性強(qiáng)的海上風(fēng)電輸電系統(tǒng)，其特點包括：遠(yuǎn)距離海底電纜輸電、風(fēng)場與電網(wǎng)互聯(lián)、投資成本相對最優(yōu)，由此可知高壓直流(HVDC)傳輸技術(shù)長期以來被認(rèn)為是克服長電纜或異步連接等困難的最佳選擇。模塊化多電平換流器高壓直流(MMC-HVDC)技術(shù)與傳統(tǒng)的線路換流器(LCC)高壓直流技術(shù)相比，在海上風(fēng)電輸電系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)勢。但海上風(fēng)電柔性直流輸電仍有許多問題亟待解決的是：

1)大容量新能源的接入對受端電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響；

2)MMC的損耗相對較高，影響發(fā)電效率問題；

3)MMC的傳輸能力受限于內(nèi)部電氣量(子模塊電壓、橋臂電流)的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種提高海上風(fēng)電柔直輸電送出能力的控制方法，解決了海上風(fēng)電MMC-HVDC系統(tǒng)損耗高及送電能力受限的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種提高海上風(fēng)電柔直輸電送出能力的控制方法，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(jié)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(diào)制波信號；

對所述輸出調(diào)制波信號進(jìn)行零序注入及諧波環(huán)流注入；

采用所述零序注入及環(huán)流諧波注入后的調(diào)制波控制陸上換流器橋臂的關(guān)斷和開通。

進(jìn)一步的，所述陸上換流器通過無功功率控制得到輸出調(diào)制波信號，包括：

采集三相電壓經(jīng)過鎖相環(huán)計算，得到相角θ；

通過park變換，得到交流系統(tǒng)電壓正序分量和電流正序分量

獲取系統(tǒng)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(jīng)PI調(diào)節(jié)后，得到有功指令無功功率指令Q_ref與并網(wǎng)無功功率Q經(jīng)PI調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)后進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，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(jīng)坐標(biāo)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(jìn)行標(biāo)幺化，得到j(luò)相調(diào)制波m_j，j＝a,b,c。

進(jìn)一步的，所述對所述輸出調(diào)制波信號進(jìn)行零序注入，包括：