[發明專利]一種用于優化風電機組低電壓穿越控制的方法及系統

有效

• 申請號: 202010722706.4
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN112072694B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 賈俊川;程勢高;趙兵;仲悟之;鄭帥飛;王琦;呂晨;徐式蘊;樊明鑒
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本發明公開了一種用于優化風電機組低電壓穿越控制的方法及系統，屬于電力系統運行與控制技術領域。本發明方法，包括：根據電力系統風電機組的初始運行工況，計算風電機組交直流故障時的暫態過電壓；確定風機組低電壓穿越過程中，可調節因素對暫態過電壓的影響，獲取關鍵影響因素；根據關鍵影響因素，對風電機組的低電壓穿越過程進行優化控制。本發明通過分析風電機組低電壓穿越期間及恢復過程中的有功及無功輸出特性，探討風機低穿對系統暫態過電壓的影響機制，在此基礎上對比分析不同低電壓穿越性能對風電機組功率特性及對系統暫態過電壓水平的影響，指出關鍵影響因素，給出了風電機組低電壓穿越控制優化建議。

技術領域

本發明涉及電力系統運行與控制技術領域，并且更具體地，涉及一種用于優化風電機組低電壓穿越控制的方法及系統。

背景技術

隨著特高壓直流輸電工程及風電機組的不斷投運，直流送端系統及風電場并網點在交直流系統故障擾動后的暫態過電壓問題越來越突出，在實際電網運行中，系統暫態過電壓問題已經成為制約特高壓直流工程輸電能力及風電場上網功率的直接影響因素，嚴重威脅換流站和近區交流電網設備安全。為此，需要重點關注特高壓直流及風電在暫態過程中的功率特性。

目前，針對系統暫態過電壓的問題主要集中在直流故障引起暫態過電壓的原因、暫態過電壓水平的估算方法、以及直流故障引發風機連鎖脫網的風險及對策研究。然而，關于風機機組自身低電壓穿越性能對接入點乃至系統暫態過電壓的影響，尤其是風機不同低電壓穿越特性與系統暫態過電壓水平之間關系方面的研究甚少。而實際運行經驗及大量電網仿真結果均表明，風電機組故障穿越期間及結束后的有功/無功特性也是引起并網點及系統暫態電壓升高的直接因素，在并網風電功率較高的情況下，其對系統暫態過電壓的影響甚至超過直流故障擾動后因換流站濾波器盈余無功引起的暫態電壓升高水平。我國為了提高清潔能源跨區消納能力，相繼投運并持續建設多回風火打捆外送特高壓直流工程，在送端換流站近區配置大量的風電電源，近區交直流系統故障后風電和直流有功/無功特性相互疊加，系統暫態過電壓水平急劇升高，嚴重威脅設備安全。為了最大程度提升特高壓直流工程輸電能力及風電場上網功率，亟需開展風電機組低穿特性優化。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種用于優化風電機組低電壓穿越控制的方法，包括：

根據電力系統風電機組的初始運行工況，計算風電機組交直流故障時的暫態過電壓；

確定風電機組低電壓穿越過程中，可調節因素對暫態過電壓的影響，獲取關鍵影響因素；

根據關鍵影響因素，對風電機組的低電壓穿越過程進行優化控制。

可選的，初始運行工況，包括：直流功率、新能源上網功率和開機方式。

可選的，可調節因素，包括：低穿區有功水平、低穿區無功水平和恢復區有功恢復速率。

可選的，確定風機組低電壓穿越過程中，可調節因素對暫態過電壓的影響，具體為：

調節低穿區有功水平、保持低穿區無功水平和恢復區有功恢復速率不變，計算不同有功水平下的風電機組暫態過電壓；

調節低穿區無功水平、保持低穿區有功水平和恢復區有功恢復速率不變，計算不同無功水平下的風電機組暫態過電壓；

調節恢復區有功恢復速率、保持低穿區無功水平和低穿區有功水平不變，計算不同有功恢復速率下的風電機組暫態過電壓。

可選的，對風電機組的低電壓穿越過程進行優化控制，包括：

在變流器容量可調范圍內，根據關鍵影響因素，增加風電機組低穿越過程中有功輸出及增大有功功率恢復速率，降低風電機組低穿越過程中無功輸出。

本發明還提供了一種用于優化風電機組低電壓穿越控制的系統，包括：