[发明专利]提高大规模风电经直流外送系统电压恢复特性的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种提高大规模风电经直流外送系统电压恢复特性的方法。

背景技术

按照电网规划，到2015年我国西北甘肃(酒泉)地区的风电装机容量将达到12710MW，酒泉-湖南±800千伏直流输电工程也将建成，输送容量将达到8000MW，3788MW风电机组将通过桥湾750kV电站接入电网。大规模风电经直流外送系统中，当交流线路发生短路故障后，电压的迅速跌落使风电机组进入低电压穿越过程，双馈变速风电机组在此期间吸收大量的无功功率，引起电压跌落严重，而且恢复缓慢。以西北规划电网为例，桥湾-酒泉750kV线路发生三永N-1故障后，风机在低电压穿越过程中的有功功率无功功率如附图1所示。在故障清除后，桥湾节点电压最低降至473kV，故障清除后930ms电压稳定于0.75pu以上，电网电压恢复缓慢，如附图2所示。

目前，对于风电场的电压稳定问题，常见的措施有安装静止无功补偿器(SVC)和静止无功发生器(SVG)。SVC是通过改变电抗来调节其输出的无功功率，可以等效为可控电抗器，它输出的无功功率与系统电压的平方成正比。对于SVC有

QSVC=US2·BSVC]]>

SVG是通过改变注入电流来调节其输出的无功功率，可以等效为可控电流源，它输出的无功功率与系统电压成正比。对于SVG有

Q_SVG＝U_S·I_Q

在电力系统电压下降时，SVC输出的无功功率会以与系统电压下降平方的比例下降，SVG输出功率以与系统电压下降的比例下降。而且在实际工程中SVC和SVG在系统电压低于0.6p.u.时会退出运行。当交流电网发生接地故障后，故障点附近节点电压往往低于0.6p.u.，在此过程中需要有无功电压支撑以提高电网电压的恢复能力，而SVC或SVG却退出运行。直流系统在低电压期间仍然能够保持运行，而且具有无功功率的控制能力。但是现有的控制保护系统中没有针对大规模风电接入方式进行特殊设计，当整流侧交流系统发生接地故障后，触发角按照直流系统定功率或定电流方式进行调节，使直流输送功率快速恢复到故障前的水平。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种提高大规模风电经直流外送系统电压恢复特性的方法，通过快速控制直流触发角调节特性的方法，使直流系统在故障恢复过程中能够发出大量的无功，从而提高故障后大规模风电经直流外送系统电压恢复特性。当系统发生故障后，对触发角采取紧急移相(Retard)方式，使直流系统能够向电网提供无功功率，当故障清除后，撤销Retard信号，直流系统功率开始恢复功率输送。

为实现上述目的，本发明提供一种提高大规模风电经直流外送系统电压恢复特性的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

(1).判断交流电网是否发生接地故障，如果发生，则进行步骤2，否则重复步骤1；

(2).判断风电机组的功率是否降低，若没有降低，则返回步骤1，否则立即向直流系统发出Retard信号；

(3).判断接地故障是否清除，若故障仍然存在，则持续发出Retard信号，否则撤销Retard信号。

本发明提供的优选技术方案中，在所述步骤2中，当交流电网发生接地故障后，对整流站换流器发出Retard信号，即触发角迅速移相到164度；整流站直流电压Ud1为：