[发明专利]接入孤岛新能源电场的双极柔直换流站控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种接入孤岛新能源电场的双极柔直换流站控制方法及装置，其包括：采集有功功率测量值、交流电流测量值、无功功率测量值以及换流站交流母线电压测量值；将换流站交流母线电压测量值以及交流电流测量值从abc坐标系变换到dq0坐标系；实时升降流入到正极换流单元交流电流d轴分量的参考值，以及流入到正极换流单元交流电流q轴分量的参考值；实时升降正极换流单元输出交流电压的d轴分量的参考值，以及正极换流单元输出交流电压的q轴分量的参考值；实时升降正极换流单元输出交流电压的相位参考值；根据正极换流单元输出交流电压的d轴分量的参考值、q轴分量的参考值及相位参考值，实时生成正极换流单元输出交流电压。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电领域，特别是关于一种接入孤岛新能源电场的双极柔直换流站控制方法及装置。

背景技术

新能源电场故障穿越能力弱且出力波动性强，接入柔直换流站可实现送端与受端的解耦，减小新能源电场与交流系统的相互影响。进一步，当新能源电场以孤岛方式接入柔直换流站时，不仅可避免交流电网建设带来的重复投资，而且为交流并网存在技术瓶颈的场景(如远海风电并网)提供了解决方案。由于孤岛新能源电场通常须有交流电压的支撑才能正常运行，此时换流站应采用定交流电压幅值、定频率控制(简称定V/f控制)，如图1所示。

已有工程应用大多集中于孤岛新能源电场接入采用对称单极结构的柔直换流站。为提升柔性直流的传输容量并增加可靠性，近年来许多柔性直流工程采用双极结构，如图2所示。为便于一极故障时另一极实现功率转带，正极和负极换流单元接入的交流母线需要并列运行。此时，若两极均采用定V/f控制，其无差调节会导致两极换流单元对同一交流电压反复调节，不利于系统稳定。进一步，若一极采用定V/f控制，另外一极采用定有功功率、定无功功率控制(以下简称定P/Q控制)，在应对扰动时存在暂态特性差的问题：(1)仅由定V/f控制极为换流站交流侧电网提供松弛功能，易因容量受限而导致换流站交流母线电压和频率失控；(2)随着新能源电场发出功率的变化，由于定P/Q控制极来不及调节指令，难以实现双极功率的自动合理分配；(3)当定V/f控制极因故障退出时，需将定P/Q控制极切换为定V/f控制极，切换过程会导致换流站母线电压产生较大波动；(4)受端交流系统故障导致双极功率盈余问题且投入交流耗能装置后，由于送端站定P/Q控制极来不及调节指令，导致送端站定P/Q控制极不停从定V/f控制极抽取功率，进而导致定P/Q控制极在投入交流耗能装置后仍然会因为过压而单极闭锁。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种接入孤岛新能源电场的双极柔直换流站控制方法及装置，其能有效解决两极均采用定V/f控制带来的稳定性差的问题，以及一极采用定V/f控制，另外一极采用定P/Q控制带来暂态特性差的问题。