[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

本發明公開了一種提高海上風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合的控制方式，陸上換流器通過功率控制得到輸出調制波信號，調制波經過調制波零序注入及環流諧波注入輸出信號控制陸上換流器的關斷和開通，從而實現不同功率因數下換流器的最大功率輸送，降低設備損耗，提高了新能源接入的受端電網的穩定性。

技術領域

本發明屬于柔性直流輸電技術領域，具體涉及一種提高海上風電柔直輸電送出能力的控制方法。

背景技術

我國的海上風資源豐富，國家能源局出臺多項政策鼓勵海上風電的開發利用。目前實際工程中海上風電主要有兩種輸電方式：高壓交流、高壓直流。從投資成本、技術成熟度的角度來分析，交流輸電方式更多地應用在近海的海上風電輸電工程中。但隨著我國近海風電資源的不斷開發，遠海風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的海上風電輸電系統，其特點包括：遠距離海底電纜輸電、風場與電網互聯、投資成本相對最優，由此可知高壓直流(HVDC)傳輸技術長期以來被認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)技術與傳統的線路換流器(LCC)高壓直流技術相比，在海上風電輸電系統中具有明顯的優勢。但海上風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穩定性的影響；

2)MMC的損耗相對較高，影響發電效率問題；

3)MMC的傳輸能力受限于內部電氣量(子模塊電壓、橋臂電流)的限制。

發明內容

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

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種提高海上風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。

進一步的，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。

進一步的，所述對所述輸出調制波信號進行零序注入，包括：