[發明專利]多地雙饋風電機組連續換相失敗的抑制方法及系統

在審

• 申請號: 202310166251.6
• 申請日: 2023-02-24
• 公開（公告）號: CN116031878A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 李萍芳;朱振武;鄧瓊;賀攀;李根;曹忺;鄒煒;熊明;徐坤領;崔江
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司黃石供電公司;國家電網有限公司華中分部;華中科技大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/50
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉琳

本發明所提出的一種多地雙饋風電機組連續換相失敗的抑制方法及系統，發生短路故障時，基于多地雙饋風電機組系統拓撲結構、電壓信息和實測電流，采用檢測裝置進行故障定位，并分析得到受故障影響最嚴重的第一換流站；基于多地雙饋風電機組系統拓撲結構，計算雙饋風電機組和第一換流站的多饋入交互作用因子；采用激活函數，對雙饋風電機組的網測側換流器GSC無功控制曲線進行非線性化；設定約束條件，并基于多饋入交互作用因子，計算交互影響因子，以調整網測側換流器GSC無功控制曲線；切換雙饋風電機組網側換流器運行模式從定功率因數模式轉變為無功支撐模式，基于網測側換流器GSC無功控制曲線，調節電壓以提供動態無功支撐，抑制連續換相失敗。

技術領域

本發明涉及電網控制技術領域，具體涉及一種多地雙饋風電機組連續換相失敗的抑制方法及系統。

背景技術

隨著能源需求不斷增大，多條高壓直流輸電工程與各類新能源項目正不斷推進。大規模的風電接入與近處的直流換流站產生較高程度的耦合，高比例的電力電子器件使系統動態響應特性更為復雜化。

換相失敗作為交直流混聯電網LCC-HVDC系統最常見的故障之一，連續的換相失敗會對系統運行穩定性造成嚴重影響。目前，抑制連續換相失敗的方法主要包括：無功補償設備補償、調節直流系統VDCOL運行參數和提前調節換流器觸發角。

上述方法各具特點，也存在各自的局限性。其中，無功補償設備價格昂貴，對于大規模直流輸電，動態無功需求較高。調節直流系統VDCOL運行參數本質上是通過改變故障恢復時直流系統電流恢復速率，以減小故障恢復過程中的迅速增大的動態無功需求，但該方法不增發動態無功，只能在一定程度上緩解連續換相失敗的。提前調節換流器觸發角能夠有效解決換相失敗的發生，但需要消耗大量無功，可能會惡化系統運行狀態。因此，現有的抑制換相失敗策略多數是針對傳統電網場景下進行研究，而在新型電力系統下由同步機主導的機電暫態特性轉變為由電力電子設備主導的電磁暫態特性，帶來了更為復雜的動態無功需求。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種多地雙饋風電機組連續換相失敗的抑制方法及系統，提供動態無功支撐，有效降低含雙饋風電機組的多饋入直流系統連續換相失敗的可能性，以提高受端電網暫態穩定性，保障新型電力系統的安全穩定運行。

為實現上述目的，本發明提供了一種多地雙饋風電機組連續換相失敗的抑制方法及系統，其特殊之處在于，包括以下步驟：

步驟S1：發生短路故障時，基于多地雙饋風電機組系統拓撲結構、電壓信息和實測電流，采用檢測裝置進行故障定位，并分析得到受故障影響最嚴重的第一換流站；

步驟S2：基于多地雙饋風電機組系統拓撲結構，計算雙饋風電機組和所述第一換流站的多饋入交互作用因子；

步驟S3：采用激活函數，對所述雙饋風電機組的網測側換流器GSC無功控制曲線進行非線性化；

步驟S4：設定約束條件，并基于所述多饋入交互作用因子，計算交互影響因子，以調整所述網測側換流器GSC無功控制曲線；

步驟S5：切換雙饋風電機組網側換流器運行模式從定功率因數模式轉變為無功支撐模式，基于所述網測側換流器GSC無功控制曲線，調節電壓以提供動態無功支撐，抑制連續換相失敗。

優選地，步驟S1中分析得到受故障影響最嚴重的第一換流站的方法為：發生短路故障時，根據檢測裝置進行測量，得到發生故障的支路；選取所述支路兩端的節點m和節點n，測量所述節點m和節點n的電流；基于所述電流，計算節點m處的阻抗；通過所述阻抗得到故障點與節點m的距離，從而得到故障點的位置；基于故障點的位置和所述多地雙饋風電機組系統拓撲結構，得到與所述故障點最近的換流站，即受故障影響最嚴重的第一換流站。

優選地，計算所述節點m處的阻抗Z₁的表達式為：