[發明專利]一種具有孤島故障穿越能力的孤島保護方法及系統

有效

• 申請號: 202110704603.X
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113300405B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 余浩;任萬鑫;彭穗;陳鴻琳;張哲萌;左鄭敏;宮大千;張章亮;許亮;段瑤
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;晏靜文

本發明公開了一種具有孤島故障穿越能力的孤島保護方法及系統，涉及風力發電技術領域。所述方法包括：根據風電機組網側實時信息，進行孤島檢測，判斷風電機組是否處于孤島狀態；當判斷風電機組處于孤島狀態，則進一步判斷風電機組是否應當進入孤島故障穿越模式；當判斷風電機組應當進入孤島故障穿越模式，則改變風電機組的控制模型，采用孤島故障穿越控制策略，進入孤島故障穿越模式；根據風電機組網側實時信息，判斷風電機組是否已經恢復至并網狀態，確定孤島保護是否應當動作。本發明可以使得風電機組在保障自身安全的前提下，穿越暫時性孤島故障，可以有效平衡風機冗余功率，及時調整風機出力可以減少耗能裝置散熱，增加使用壽命。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種具有孤島故障穿越能力的孤島保護方法及系統。

背景技術

目前，海上風電并網方案多采用以風電場群為單位的集中接入模式，可以降低工程成本又可以提高電網對接入風電場的控制能力，經濟上和技術上優勢相比于各風電場分散接入優勢明顯。海上風電并網采用的輸電方式通常采用高壓交流輸電或柔性直流輸電，根據風電場離岸距離的遠近采用不同的輸電方式。高壓交流輸電的優勢在于技術成熟、價格低廉，但受充電功率的限制，輸送距離難以超過80km，一般適用于近海風電接入電網。對于離岸距離超過80km的海上風電場集中接入，采用柔性直流輸電技術幾乎是唯一的選擇。

從發展方向來看，投產并網的海上風電機組將具備一定的故障穿越能力、較強的電網適應能力甚至還具備一定的調頻能力，風電機組的調控能力將大幅提高。隨著電力技術的發展，風電機組的要求也隨之越來越高，風電機組現有的保護和控制應當進行相應的調整。當風電機組由于暫時性故障或誤操作進入孤島狀態后，風電機組交流側電壓會急劇升高，在滿足一定的安全性要求下，風電機組應當具備高電壓故障穿越能力，保障風電機組在一段時間內不脫網。

發明內容

本發明目的在于，提供一種具有孤島故障穿越能力的孤島保護方法及系統，以解決現有的孤島保護在檢測到風電機組進入孤島狀態后，只能采用停機的方法來應對孤島工況的問題。

為實現上述目的，本發明實施例提供一種具有孤島故障穿越能力的孤島保護方法，包括：

根據風電機組網側實時信息，進行孤島檢測，判斷風電機組是否處于孤島狀態；其中，所述實時信息包括電氣量信息和斷路器狀態信息；所述電氣量信息包括風電機組網側電壓、電流、頻率和頻率的變化率；所述斷路器狀態信息包括升壓站或柔直換流站的斷路器的狀態信息；

當判斷風電機組處于孤島狀態，則進一步判斷風電機組是否應當進入孤島故障穿越模式；

當判斷風電機組應當進入孤島故障穿越模式，則改變風電機組的控制模型，采用孤島故障穿越控制策略，進入孤島故障穿越模式；

根據風電機組網側實時信息，判斷風電機組是否已經恢復至并網狀態，確定孤島保護是否應當動作。

優選地，所述根據風電機組網側實時信息，進行孤島檢測，判斷風電機組是否處于孤島狀態，包括：

根據風電機組網側實時信息中，風電機組網側電壓、電流、頻率和頻率的變化率是否超過對應的閾值，判斷風電機組是否處于孤島狀態。

優選地，所述當判斷風電機組處于孤島狀態，則進一步判斷風電機組是否應當進入孤島故障穿越模式，包括：

根據風電機組的實驗數據或歷史運行數據，構建參考模型；

將實驗數據或歷史運行數據作為已知數據對所述參考模型進行訓練；

將風電機組網側實時信息作為所述參考模型的輸入，判斷風電機組是否應當進入孤島故障穿越模式。

優選地，所述當判斷風電機組應當進入孤島故障穿越模式，則改變風電機組的控制模型，采用孤島故障穿越控制策略，進入孤島故障穿越模式，包括：