[發明專利]一種提升柔直輸送清潔能源穩定性的方法及系統

有效

• 申請號: 202110635381.0
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113659589B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 楊立敏;朱藝穎;劉翀;李躍婷;郭強;雷霄;李新年;劉琳;龐廣恒;吳婭妮;林少伯;王薇薇;胡濤;謝國平;王晶芳;劉世成;張曉麗;楊尚瑾;張晉華;劉浩芳;許銳文;付小蓓;賀郁文
• 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;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/12;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/38
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明公開了一種提升柔直輸送清潔能源穩定性的方法及系統，屬于輸電控制保護技術領域。本發明方法包括：獲取大規模新能源孤島接入柔直并網點處的有功功率及無功功率數據，確定有功功率及無功功率的振蕩分量，并判斷有功功率及無功功率的振蕩分量是否滿足持續偏高條件；若有功功率及無功功率的振蕩分量滿足持續偏高條件，則執行柔性直流輸電系統輸送清潔能源穩定策略；當執行執行柔性直流輸電系統輸送清潔能源穩定策略后，判斷此時的有功功率無功功率是否恢復穩定；若恢復穩定，則維持柔直孤島換流站外環比例?積分控制器的比例參數，使柔直輸送清潔能源系統穩定運行。本發明提升柔性直流輸電系統輸送清潔能源穩定性。

技術領域

本發明涉及輸電控制保護技術領域，并且更具體地，涉及一種提升柔直輸送清潔能源穩定性的方法及系統。

背景技術

柔性直流輸電作為新一代輸電技術，同時也是目前世界上可控性最高、適應性最好的輸電技術，可用于大規模新能源高效接納、大型城市和海島等區域輸電網絡和高效輸配電網絡的構建。柔性直流輸電因為其技術優勢可以當作大規模新能源外送電能的重要實現方式。當大規模新能源孤島經柔性直流輸電系統外送時，柔直孤島站采用雙閉環控制器分別控制孤島站接入點的交流電壓的幅值和頻率。系統出現擾動時，如果柔直孤島站控制器、新能源機組控制器不匹配，二者相互作用容易出現不同頻率的振蕩現象，對大規模新能源經柔直輸送清潔能源外送系統的安全穩定運行造成巨大威脅。

國內外已發生多起新能源經直流送出系統的振蕩問題，2014年德國北部海上風電場經基于兩電平電壓源型換流器的柔性直流輸電送出系統發生290Hz左右諧波振蕩，導致高壓直流整流器的濾波電容燒毀，造成整個風場關斷10個月之久，直接經濟損失超過1億歐元；2014年南澳三端柔性直流新能源場站并網工程在調試過程中，系統中逐漸出現頻率在20～30Hz范圍內的次同步振蕩現象，隨著新能源場站輸出功率的進一步增大，最終導致柔直系統直流保護動作而停運。

發明內容

本發明的目的在于針對大規模新能源經柔直并網外送系統受到擾動出現振蕩，為了抑制振蕩提高柔性直流輸電系統輸送清潔能源的穩定性，而提出了一種提升柔直輸送清潔能源穩定性的方法，包括：

獲取大規模新能源孤島接入柔直并網點處的有功功率及無功功率數據，確定有功功率及無功功率的振蕩分量，并判斷有功功率及無功功率的振蕩分量是否滿足持續偏高條件；

若有功功率及無功功率的振蕩分量滿足持續偏高條件，則執行柔性直流輸電系統輸送清潔能源穩定策略；

當執行執行柔性直流輸電系統輸送清潔能源穩定策略后，判斷此時的有功功率無功功率是否恢復穩定；

若恢復穩定，則維持柔直孤島換流站外環比例-積分控制器的比例參數，使柔直輸送清潔能源系統穩定運行。

可選的，判斷振蕩分量持續偏高的條件為：有功功率及無功功率振蕩分量的最大值，與視在功率平均值Save的比值超過上限閾值，且持續時間超過500ms。

可選的，柔性直流輸電系統輸送清潔能源穩定策略為：調整柔直孤島換流站外環比例-積分控制器的比例參數。

可選的，判斷有功功率無功功率是否恢復穩定的判斷條件為：

振蕩分量最大值與視在功率平均值的比值小于下限閾值，且持續時間超過1s。

本發明還提出了一種提升柔直輸送清潔能源穩定性的系統，包括：

功率判斷單元，獲取大規模新能源孤島接入柔直并網點處的有功功率及無功功率數據，確定有功功率及無功功率的振蕩分量，并判斷有功功率及無功功率的振蕩分量是否滿足持續偏高條件；

執行策略單元，若有功功率及無功功率的振蕩分量滿足持續偏高條件，則執行柔性直流輸電系統輸送清潔能源穩定策略；