[發(fā)明專利]一種基于柔性直流輸電并網(wǎng)的海上風(fēng)電場(chǎng)頻率控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011008459.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112310978B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高玉青;林磊;蔣叢笑;宋偉宏;周才全;嚴(yán)佳男;楊林剛;馬潤(rùn)澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司;華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/24
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 吉靖;劉曉春

1.一種基于柔性直流輸電并網(wǎng)的海上風(fēng)電場(chǎng)頻率控制方法，其特征在于：所述基于柔性直流輸電并網(wǎng)的海上風(fēng)電場(chǎng)頻率控制方法包括如下步驟：

S1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄海上風(fēng)電場(chǎng)交流系統(tǒng)頻率f，執(zhí)行S2；

S2、判斷實(shí)測(cè)頻率f與額定頻率f₀差值的絕對(duì)值是否超出裕度f(wàn)_t；如果沒(méi)有超出裕度，海上交流電壓控制系統(tǒng)保持投入交流電壓控制系統(tǒng)，返回S1；如果超出裕度f(wàn)_t，則執(zhí)行S3；

S3、將海上交流電壓控制系統(tǒng)切換為頻率控制系統(tǒng)，并運(yùn)行時(shí)間T₀后，執(zhí)行S4；

S4、判斷運(yùn)行T₀時(shí)間段后，T₀時(shí)刻實(shí)測(cè)頻率f與額定頻率f₀差值的絕對(duì)值是否超出裕度f(wàn)_t，如果超過(guò)了，則返回S3；如果沒(méi)有超過(guò)，執(zhí)行S5；

S5、對(duì)前一段T₀時(shí)間段內(nèi)實(shí)測(cè)頻率f進(jìn)行查表，找出最大值f_max與最小值f_min，并判斷與額定頻率f₀差值的絕對(duì)值是否超出裕度f(wàn)_t；如果同時(shí)超過(guò)了，則返回S3；如果沒(méi)有同時(shí)超過(guò)，執(zhí)行S6；

S6、將海上交流電壓控制系統(tǒng)切換為交流電壓控制系統(tǒng)，返回S1；

交流電壓控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)為基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸控制器與q軸控制器，d軸或者q軸控制器均采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)；外環(huán)控制交流電壓d軸或者q軸的分量，其指令值大小為額定相電壓幅值U_sref，指令值與實(shí)際值的差值經(jīng)過(guò)PI控制器，輸出值為內(nèi)環(huán)d軸或者q軸電流指令；內(nèi)環(huán)控制d軸或者q軸電流的大小，電流指令與實(shí)際電流的差值經(jīng)過(guò)PI控制器，輸出值為輸出電壓d軸或者q軸分量指令；輸出指令傳遞到閥側(cè)經(jīng)過(guò)調(diào)制、電容電壓排序、子模塊投切，控制交流電壓的幅值與初始角度；交流電壓控制系統(tǒng)的相位由晶振給出，晶振輸出值為額定頻率f₀的積分結(jié)果；

頻率控制系統(tǒng)包括交流電壓控制系統(tǒng)和頻率控制器，所述頻率控制器設(shè)置在交流電壓控制系統(tǒng)的q軸控制器的電壓外環(huán)控制器前，以用于維持控制系統(tǒng)交流電壓控制能力的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的反饋抑制，具體地，所述頻率控制器通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

(1)采集并記錄交流電壓控制系統(tǒng)內(nèi)PCC處的交流電壓頻率，積分得到交流電壓的相位；

(2)所得相位減去系統(tǒng)晶振輸出的交流電壓參考相位，得到實(shí)際系統(tǒng)與參考電壓之間的相位差，其中晶振輸出相位在投入時(shí)應(yīng)將初值置為0；

(3)相位差經(jīng)過(guò)PI比例積分控制器為頻率控制器的輸出值，作為交流電壓控制系統(tǒng)的輸入值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性直流輸電并網(wǎng)的海上風(fēng)電場(chǎng)頻率控制方法，其特征在于：步驟S2中所涉及的頻率波動(dòng)閾值f_t由海上交流風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行的頻率范圍要求確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性直流輸電并網(wǎng)的海上風(fēng)電場(chǎng)頻率控制方法，其特征在于：步驟S3中所涉及的時(shí)間段T₀由系統(tǒng)頻率波動(dòng)情況決定，海上風(fēng)電場(chǎng)頻率波動(dòng)呈現(xiàn)衰減振蕩的特性，T₀最少為一個(gè)周期。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于柔性直流輸電并網(wǎng)的海上風(fēng)電場(chǎng)頻率控制方法，其特征在于：T₀＝0.1s。