[發(fā)明專利]一種直流送端暫態(tài)過電壓抑制方法及相關裝置

在審

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• 申請日: 2023-01-13
• 公開（公告）號: CN116316916A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 趙玉林;鄭亮;熊浩;萬芳茹;李步新;楊麗;丁超杰;謝麗軍;王余陽;石璐姍;李藍青;黃曲粲;王博侖;宋東闊;李言;吳小瀟;莊鎖;李晨;秦天
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)電力科學研究院有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 史俊軍

本發(fā)明公開了一種直流送端暫態(tài)過電壓抑制方法及相關裝置，本發(fā)明在換相失敗后，計算將風電場并網(wǎng)點電壓控制在合理范圍內的風電場需提供的無功，并對風電場需提供無功進行分配，根據(jù)風機當前風速和分配到的無功更改風機的工作模式，通過有功削減控制風機無功輸出，發(fā)揮風電在風火打捆直流外送系統(tǒng)中的功率調節(jié)作用，抑制直流送端暫態(tài)過電壓。

技術領域

本發(fā)明涉及一種直流送端暫態(tài)過電壓抑制方法及相關裝置，屬于風電場群控制技術領域。

背景技術

目前，大規(guī)模風電基地通過特高壓直流外送憑借大容量、遠距離輸電的優(yōu)勢成為風電遠距離輸電的主要發(fā)展方向，然而，風電的隨機性、波動性、間歇性給輸電系統(tǒng)帶來了更高的要求與挑戰(zhàn)。當系統(tǒng)遭遇換相失敗時，高比例風電接入帶來的隨機波動特性疊加在直流側，加劇了直流系統(tǒng)的暫態(tài)波動。若未采取及時正確措施，則會出現(xiàn)連續(xù)換相失敗現(xiàn)象，嚴重時系統(tǒng)直流閉鎖，中斷功率傳輸，對直流輸電系統(tǒng)內部換流站與近區(qū)送端電網(wǎng)的電力電子設備的安全構成嚴重威脅，引發(fā)大規(guī)模風電場因暫態(tài)過電壓連鎖脫網(wǎng)事故。如何抑制風火打捆直流外送系統(tǒng)換相失敗導致的送端電壓越限成為了目前系統(tǒng)控制亟需解決的問題。

目前直流送端暫態(tài)過電壓的抑制主要集中在直流系統(tǒng)側，偏向于使用無功補償裝置進行過電壓抑制，對于擁有大規(guī)模風電接入的直流外送系統(tǒng)，缺少對風機機組自身無功調節(jié)能力的利用。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種直流送端暫態(tài)過電壓抑制方法及相關裝置，解決了背景技術中披露的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種直流送端暫態(tài)過電壓抑制方法，包括：

根據(jù)風火打捆直流外送系統(tǒng)的運行電氣數(shù)據(jù)，若確定出風火打捆直流外送系統(tǒng)換相失敗，對風電場接入電網(wǎng)等值模型進行潮流分析，計算將風電場并網(wǎng)點電壓控制在預設合理范圍內的風電場需提供的無功；其中，風電場需提供的無功為風電場在風火打捆直流外送系統(tǒng)恢復階段需提供的無功；

根據(jù)風機超短期預測風速，對風電場需提供的無功進行分配，獲得風電場各風機分配到的無功；

根據(jù)風機當前風速和分配到的無功更改風機的工作模式，進行直流送端暫態(tài)過電壓抑制。

風火打捆直流外送系統(tǒng)的運行電氣數(shù)據(jù)包括風火打捆直流外送系統(tǒng)的直流傳輸功率P_d、逆變側熄弧角γ、無功消耗量Q_d和直流母線電壓U_d；

根據(jù)風火打捆直流外送系統(tǒng)的運行電氣數(shù)據(jù)，檢測風火打捆直流外送系統(tǒng)是否換相失敗，包括：

若且U_d＜U_d0，則確定風火打捆直流外送系統(tǒng)換相失敗；其中，t為時間，γ_min為逆變側極限熄弧角，U_d0為臨界換相失敗直流母線電壓。

在檢測到風火打捆直流外送系統(tǒng)換相失敗之后、進行潮流分析之前，通過調整逆變側直流電流指令，減少風電場在風火打捆直流外送系統(tǒng)恢復階段需提供的無功。

計算將風電場并網(wǎng)點電壓控制在預設合理范圍內的風電場需提供的無功，公式為：

其中，Q_demand為風電場需提供的無功，Q_L為風電場并網(wǎng)點的無功輸出，U_dc為直流母線電壓，U_dem為直流母線電壓指令值，k₂為變壓器的變壓比，X為聯(lián)絡線電抗與變壓器電抗之和，P_w為并網(wǎng)風電場輸出的總有功，P_L為風電場并網(wǎng)點的有功，R為聯(lián)絡線電阻與變壓器電阻之和。

根據(jù)風機超短期預測風速，對風電場需提供的無功進行分配，獲得風電場各風機分配到的無功，包括：