[發明專利]孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110742776.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113394819B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 李廣磊;孫樹敏;李琰;遲永寧;程艷;王玥嬌;于芃;張興友;王楠;劉宏志;田新首;程帆;范譯文;樊肖杰;胡健祖;肖宇;王聰;李翔宇
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;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: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/36
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制方法，所述孤島海上風電場混合直流并網系統包括整流站和逆變站，所述整流站包括并行的模塊化多電平換流器以及與其相連的整流器，所述逆變站中設有逆變器；其特征在于，該協調控制方法包括：

采用恒定直流電流控制整流器，采用恒定直流電壓控制逆變器；

根據整流器輸出的直流電壓與預設直流電壓標稱值之間的差值，以對所述孤島海上風電場混合直流并網系統進行協調控制，得到協調控制輸出電流；

利用直流電流參考值與低通濾波后的總直流電流的差值以及協調控制輸出電流，控制整流器的輸出電流大小及點火角；

其中，所述整流器的點火角α_rec為：

α_rec＝180°-[ΔU_MMCH_{PI_M}(s)+I_dcH_LPF(s)-I_{dc_ref}]H_{PI_C}(s)

其中，ΔU_MMC為整流器輸出的直流電壓與預設直流電壓標稱值之間的差值，H_{PI_M}(s)為整流器的控制器的傳遞函數；I_dc為低通濾波后的總直流電流；H_LPF(s)為低通濾波器；H_{PI_C}(s)為逆變器的控制器的傳遞函數；

利用上述整流器的點火角來對整流器中的相應閥組進行控制，可避免由于突然的功率變化幅度而導致的直流電壓崩潰情況。

2.如權利要求1所述的孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制方法，其特征在于，所述直流電流參考值由具有兩個輸入的最小比較器生成，其中一個輸入為預設參考值，另一個輸入來自于低壓限流環節輸出值。

3.如權利要求2所述的孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制方法，其特征在于，所述預設參考值的標幺值范圍為[0.1，0.35]。

4.如權利要求2所述的孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制方法，其特征在于，所述低壓限流環節輸出值的標幺值范圍為[0.1，0.45]。

5.一種孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制系統，其特征在于，包括：

第一控制器，其采用恒定直流電流控制整流器；

第二控制器，其采用恒定直流電壓控制逆變器；

協調控制器，其用于根據整流器輸出的直流電壓與預設直流電壓標稱值之間的差值，以對所述孤島海上風電場混合直流并網系統進行協調控制，得到協調控制輸出電流；

所述第一控制器，還利用直流電流參考值與低通濾波后的總直流電流的差值以及協調控制輸出電流，控制整流器的輸出電流大小及點火角；

其中，所述整流器的點火角α_rec為：

α_rec＝180°-[ΔU_MMCH_{PI_M}(s)+I_dcH_LPF(s)-I_{dc_ref}]H_{PI_C}(s)

其中，ΔU_MMC為整流器輸出的直流電壓與預設直流電壓標稱值之間的差值，H_{PI_M}(s)為整流器的控制器的傳遞函數；I_dc為低通濾波后的總直流電流；H_LPF(s)為低通濾波器；H_{PI_C}(s)為逆變器的控制器的傳遞函數；

利用上述整流器的點火角來對整流器中的相應閥組進行控制，可避免由于突然的功率變化幅度而導致的直流電壓崩潰情況。

6.如權利要求5所述的孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制系統，其特征在于，所述直流電流參考值由具有兩個輸入的最小比較器生成，其中一個輸入為預設參考值，另一個輸入來自于低壓限流環節輸出值。

7.如權利要求6所述的孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制系統，其特征在于，所述預設參考值的標幺值范圍為[0.1，0.35]；所述低壓限流環節輸出值的標幺值范圍為[0.1，0.45]。

8.如權利要求5所述的孤島海上風電場混合直流并網系統的協調控制系統，其特征在于，所述第一控制器、第二控制器和協調控制器均為PI控制器。