[發(fā)明專利]一種柔性低頻輸電系統(tǒng)控制方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211407197.1
• 申請日: 2022-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN115693745A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋延濤;吳慶范;劉晨;李傳西;王秋開;郝俊芳;曹森;劉旭輝;田培濤;杜少林;范雪峰;李凌志
• 申請（專利權(quán)）人: 許繼電氣股份有限公司;許繼集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/34
• 分類號(hào): H02J3/34;H02J3/38;H02M5/297;H02J13/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 史萌楊

本發(fā)明屬于柔性低頻輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性低頻輸電系統(tǒng)控制方法和裝置。該方法首先根據(jù)獲取的工頻三相網(wǎng)側(cè)電壓、工頻三相網(wǎng)側(cè)電流、換流器橋臂電壓和換流器橋臂電流，計(jì)算得到換流器橋臂參考電壓的工頻分量；然后根據(jù)獲取的換流器橋臂電流，計(jì)算得到換流器橋臂參考電壓的橋臂環(huán)流分量；接著根據(jù)獲取的低頻三相網(wǎng)側(cè)電壓和低頻三相網(wǎng)側(cè)電流，計(jì)算得到換流器橋臂參考電壓的低頻分量；最后將換流器橋臂參考電壓的工頻分量、橋臂環(huán)流分量和低頻分量相加，根據(jù)相加結(jié)果得到換流器橋臂參考電壓；利用得到的換流器橋臂參考電壓對換流器進(jìn)行控制。本發(fā)明為換流器的可靠運(yùn)行提供一種可行的方案，保證了柔性低頻輸電系統(tǒng)控的運(yùn)行可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性低頻輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性低頻輸電系統(tǒng)控制方法和裝置。

背景技術(shù)

我國海域面積廣闊，海上風(fēng)能資源較為豐富，發(fā)展海上風(fēng)電條件相對優(yōu)越，海上風(fēng)電場和陸上主網(wǎng)的連接通常可采用兩種輸電技術(shù)方案：工頻高壓交流輸電和高壓直流輸電。

工頻高壓交流輸電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，目前已投運(yùn)的近海風(fēng)電場多采用工頻高壓交流輸電直接接入陸上主網(wǎng)。然而，受電纜充電電流的影響，三相交流電纜的最大輸電功率隨著輸電距離的增長而顯著減小。對應(yīng)于50Hz交流電纜，經(jīng)濟(jì)合理的輸電距離在100千米之內(nèi)。

對于中遠(yuǎn)距離風(fēng)電場，目前一般使用高壓直流并網(wǎng)。使用直流輸電技術(shù)可以避免電纜電容的影響，增大電能傳輸容量和距離。然而，海上風(fēng)電直流輸電系統(tǒng)尤其是其所需的海上匯流平臺(tái)和換流站造價(jià)和維護(hù)昂貴；另外，雖然直流輸電的線損較低，但是加上多重?fù)Q流造成的損耗后，其總損耗在中短距離內(nèi)超過了傳統(tǒng)的HVAC方式，而且直流電纜中會(huì)產(chǎn)生空間電荷積累效應(yīng)，對電纜的絕緣產(chǎn)生不利影響。

柔性低頻輸電為海上風(fēng)電并網(wǎng)提供了新的選擇。低頻交流輸電技術(shù)則可以克服工頻交流輸電輸送距離和直流輸電造價(jià)高等存在的缺點(diǎn)。海底電纜輸電的輸送距離與所采用的頻率成反比，若輸電頻率降低到15Hz左右，則海底電纜經(jīng)濟(jì)合理的輸電距離可以達(dá)到300km，這樣就可以徹底解決遠(yuǎn)海風(fēng)電的送出問題。同時(shí)，交流電纜不存在空間電荷積累效應(yīng)，通過降頻減輕了線路中的容性電流，對電纜絕緣比較有利。而且交流輸電不存在無斷路器的問題，海上風(fēng)電場可以很方便地組成交流電網(wǎng)，而陸基換流站相較直流輸電所需的海上換流站而言，制造和維護(hù)成本都大幅降低，減少停機(jī)時(shí)間，從而增加風(fēng)電供應(yīng)。

相比目前基于MMC的柔性直流輸電工程和工頻高壓交流輸電工程，柔性低頻輸電工程借鑒了柔性直流輸電頻率變換思路，借助交流輸電零點(diǎn)開斷的技術(shù)優(yōu)勢，在0-50Hz頻率范圍內(nèi)，以提升工程輸送容量與距離，彌補(bǔ)柔性直流輸電工程和工頻高壓交流輸電工程的不足。對于柔性低頻輸電工程而言，控制策略與柔性直流輸電工程和工頻高壓交流輸電工程有著本質(zhì)區(qū)別，運(yùn)行可靠性是一個(gè)至關(guān)重要的評價(jià)指標(biāo)，柔性低頻輸電工程中換流器的可靠控制是保證低頻工程運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵。而現(xiàn)有技術(shù)中的方法大多無法實(shí)現(xiàn)換流器的可靠控制，使柔性低頻輸電工程運(yùn)行可靠性較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種柔性低頻輸電系統(tǒng)控制方法和裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實(shí)現(xiàn)換流器的可靠控制造成柔性低頻輸電工程運(yùn)行可靠性較低的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種柔性低頻輸電系統(tǒng)控制方法，包括如下步驟：

1)根據(jù)獲取的工頻三相網(wǎng)側(cè)電壓u_abc、工頻三相網(wǎng)側(cè)電流i_abc、換流器橋臂電壓和換流器橋臂電流計(jì)算得到換流器橋臂參考電壓的工頻分量

2)根據(jù)獲取的換流器橋臂電流計(jì)算得到換流器橋臂參考電壓的橋臂環(huán)流分量

3)根據(jù)獲取的低頻三相網(wǎng)側(cè)電壓u_uvw和低頻三相網(wǎng)側(cè)電流i_uvw，計(jì)算得到換流器橋臂參考電壓的低頻分量