[發明專利]雙饋風電系統接入LCC-HVDC系統的協同頻率支撐控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010578228.4
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111953011B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 耿華;趙晟凱;李旭霞;王凱凱;鄒欣;王堯
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網山西省電力公司經濟技術研究院;國網經濟技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/36
• 代理公司: 北京庚致知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11807
• 代理人: 李偉波;韓德凱

本公開提供了一種雙饋風電系統接入LCC?HVDC系統的協同頻率支撐控制方法，包括：實時檢測LCC?HVDC系統送受端的通訊數據；基于實時檢測的LCC?HVDC系統送受端的通訊數據，判斷LCC?HVDC系統是否通訊故障；以及在LCC?HVDC系統通訊故障的情況下和在LCC?HVDC系統通訊正常的情況下，對LCC?HVDC系統的送端變流器進行不同模式的控制，對LCC?HVDC系統的受端變流器進行不同模式的控制。本公開還提供一種雙饋風電系統接入LCC?HVDC系統的協同頻率支撐控制系統。

技術領域

本公開屬于風力發電技術領域，本公開尤其涉及一種雙饋風電系統接入LCC-HVDC系統的協同頻率支撐控制方法及系統。

背景技術

大力發展可再生能源，減少溫室氣體排放，建設環境友好型國家對我國的國家能源安全、環境改善、經濟可持續發展等具有非常重要的意義。

風力發電、光伏等可再生能源發電作為最具備大規模開發及應用前景的發電方式，技術日趨成熟，逐漸被廣泛應用。

我國新能源多呈現“集中式布置、長距離輸送”的開發模式。近年來，隨著風電滲透率的不斷提高，以及我國高壓直流輸電技術(high voltage direct current，HVDC)在新能源電力輸送中的大規模應用，一方面將導致并網點的短路比降低；另一方面，風力發電系統和HVDC通過電力電子變流器接入電網，其常規控制方式不響應電網頻率變化。當風力發電系統取代傳統火電大規模接入電網時，電網的等效慣量以及等效一次調頻能力將隨之降低。因此當電網出現突發性功率不平衡故障(如發電廠解列或負荷突減故障)時，電網頻率波動加劇，危害電網的頻率穩定性。因此，為了維護電力系統的安全、穩定、可靠運行，一方面，風電系統應能夠響應送端電網頻率的變化，提供虛擬慣量響應與一次調頻功能；另一方面，HVDC應協同風力發電系統參與送、受端電網的頻率調整。

當前關于電網頻率支撐的研究多針對風電或HVDC單一系統調頻，對電網頻率進行慣量支撐和一次調頻支撐，未充分考慮兩者的協同調頻能力。傳統風電機組調頻方法多在功率控制環或轉矩控制環引入df/dt環節，但該方法存在與原風機控制環節耦合抵消效應，以及容易造成電網頻率二次跌落的風險；而純直流電網“隔離”交流頻率信號，風電集群無法直接獲知受端系統頻率的變化，傳統HVDC調頻多通過長距離通訊來實現送受端電網頻率的同步支撐，其優點是調頻實時性和精確性較高，但其存在可靠性和穩定性問題。而HVDC無通訊的下垂控制優點是可靠性較高，但其存在不能精確控制換流站的有功、下垂參數整定困難以及易受風電功率波動干擾的缺點。

發明內容

為了解決上述技術問題中的至少一個，本公開提供了一種雙饋風電系統接入LCC-HVDC系統的協同頻率支撐控制方法及系統。

本公開的雙饋風電系統接入LCC-HVDC系統的協同頻率支撐控制方法及系統通過以下技術方案實現。

根據本公開的一個方面，提供一種雙饋風電系統接入LCC-HVDC系統的協同頻率支撐控制方法，包括：實時檢測LCC-HVDC系統送受端的通訊數據；基于實時檢測的LCC-HVDC系統送受端的通訊數據，判斷LCC-HVDC系統是否通訊故障；以及在LCC-HVDC系統通訊故障的情況下和在LCC-HVDC系統通訊正常的情況下，對LCC-HVDC系統的送端變流器進行不同模式的控制，對LCC-HVDC系統的受端變流器進行不同模式的控制。

根據本公開的至少一個實施方式的雙饋風電系統接入LCC-HVDC系統的協同頻率支撐控制方法，在LCC-HVDC系統通訊正常的情況下，對LCC-HVDC系統的送端變流器進行P-f下垂控制，對LCC-HVDC系統的受端變流器進行定直流電壓控制；以及在LCC-HVDC系統通訊故障的情況下，對LCC-HVDC系統的送端變流器進行P-U-f下垂控制，對LCC-HVDC系統的受端變流器進行U-f下垂控制。