[發明專利]一種“風儲”協同的弱聯型海島微電網黑啟動方法

在審

• 申請號: 202310056254.4
• 申請日: 2023-01-16
• 公開（公告）號: CN116154759A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 胡文旺;曾志杰;郭健生;鄧超平;黃霆;林國棟;晁武杰;林才華
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/28;H02J3/04;H02J3/24;H02J3/48
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學俊

本發明提出一種“風儲”協同的弱聯型海島微電網黑啟動方法，微電網由儲能系統、風力發電機、輸電線路、負荷構成，微電網經一回海纜與島外大電網并網；當海纜因故障使海島微電網成為孤立網時，海島微電網通過對儲能系統、風力發電機協同控制實現黑啟動，包括以下階段：第一階段，首先對海纜故障進行隔離，檢查并操作海島孤網系統滿足黑啟動條件，其次遠程控制儲能系統以離網運行模式帶全島配變零啟升壓，恢復重要負荷供電；第二階段，啟動風力發電，通過微網控制器精確控制儲能系統、風力發電機協同配合，逐步恢復非重要負荷供電，最終實現海島微電網離網長時穩定運行；本發明分兩階段有序開展黑啟動，保障了海纜故障搶修期間海島供電的可靠性。

技術領域

本發明涉及新能源電力系統技術領域，尤其是一種“風儲”協同的弱聯型海島微電網黑啟動方法。

背景技術

構建以新能源為主體的新型電力系統是實現“碳達峰”、“碳中和”的基礎，而新型電力系統是清潔低碳安全高效能源體系的重要組成部分。

為提升近海區域內海島、漁排等場景的供電可靠性和電能質量，提升清潔能源利用效率，建設“風儲”協同的弱聯絡型微電網，是建設新型電力系統的典型示范應用，以寧德霞浦西洋島微電網為例，海島Ⅰ回為西洋島唯一進線電源，海纜頻繁因經行船舶拋錨而被拖斷，平均修復時間需達15天以上，當前西洋島微電網配置有3臺風機（2MW/臺）、1MW/2MWh儲能，最大負荷2.5MW，其中重要負荷約900kW，由于海島配電網自動化水平低，基礎配置薄弱，配變低壓側開關不具備遙控功能等問題，加之風電出力間歇波動性強、儲能容量小、荷遠大于儲，要實現海纜故障后西洋島微電網黑啟動面臨諸多問題挑戰，按照正常啟動送電模式，以風機、儲能為源建立微網開關站電壓后，通過合閘微網開關站出線開關，空載沖擊負荷配變產生的勵磁涌流將導致儲能變流器過流跳閘，導致黑啟動失敗。

可見，為解決與西洋島微電網類似的海島微電網黑啟動問題，建立一套有效的黑啟動方法是十分有必要的，本方法基于儲能容量小、風電出力間歇波動性強、荷大于儲及海島配網自動化水平低的問題考慮，分兩個階段開展微電網黑啟動，并在西洋島微電網黑啟動中得到成功應用，該方法對于合理利用清潔能源，解決海纜故障期間的海島供電可靠性問題具有很好的借鑒意義。

發明內容

本發明提出一種“風儲”協同的弱聯型海島微電網黑啟動方法，能有效解決由于海島微電網儲能容量小、荷大于儲、風電間歇性波動，儲能變流器抗勵磁涌流能力不足導致黑啟動失敗的問題，分兩階段有序開展黑啟動，保障了海纜故障搶修期間海島供電的可靠性。

本發明采用以下技術方案。

一種“風儲”協同的弱聯型海島微電網黑啟動方法，海島微電網由儲能系統、風力發電機、輸電線路、負荷構成，微電網經一回海纜與島外大電網并網；

當海纜因故障使海島微電網成為孤立網時，海島微電網通過對儲能系統、風力發電機協同控制實現黑啟動，包括以下階段：

第一階段，首先對海纜故障進行隔離，檢查并操作海島孤網系統滿足黑啟動條件，其次遠程控制儲能系統以離網運行模式帶全島配變零啟升壓，恢復重要負荷供電；

第二階段，啟動風力發電，通過微網控制器精確控制儲能系統、風力發電機協同配合，逐步恢復非重要負荷供電，最終實現海島微電網離網長時穩定運行。

所述儲能系統最大容量滿足海島微電網重要負荷的短時供電，風力發電機總額定出力大于島上最大負荷。

所述微電網為弱聯型微電網，僅通過一回海纜與島外大電網并網連接，所述海纜因故障使海島微電網成為孤立網，是指海島與大電網脫離，海纜維修時間至少15天以上，僅能通過柴油發電機保障部分用戶供電的場景。

所述第一階段具體包括以下步驟；

步驟S1、在配調系統操作海島微電網的入島開關至分位，斷開海纜與海島電網連接，隔離故障點；