[发明专利]一种适用于柔性直流高速环路的附加风电波动控制方法

说明书

本发明涉及风力发电技术领域，目的是提供一种适用于柔性直流高速环路的附加风电波动控制方法，先计算测量风速V及风速波动方向，再计算多条与风机机端直接相连的交流流联络线的功率波动的绝对值之和ΔPsum，模糊PID控制器计算波动平抑系数c，再根据波动平抑系数c及测量风速V计算校正量R，并根据风速波动方向确定校正量R的正负属性，根据校正量R、外环的有功功率P和外环的有功功率参考值P*计算外环控制输入量，外环控制器根据外环控制输入量计算交流侧输出电流id*。本发明具有减少风电的功率波动对柔性直流输电系统的扰动的效果。

技术领域

本发明涉及风力发电的技术领域，具体涉及一种适用于柔性直流高速环路的附加风电波动控制方法。

背景技术

风力发电伴随技术手段的不断成熟、装机容量的不断上升、政策与行业标准的不断完善，在我国未来新能源布局中占有重要地位。由于风电具有出力的间歇性、波动性、随机性，这必然要求在更广的地域及电网实现其消纳。

柔性直流输电系统(VSC-HVDC)采用IGBT全控器件，具有有功和无功可实现快速解耦控制、向交流系统贡献短路电流低、不存在换相失败问题、在远距离功率输送中损耗较小等优点，在风电并网领域中具有广泛的应用前景。柔性直流输电系统的功能很大一部分由其站级控制系统决定，在此基础之上，为了最大程度优化其直流本体特性或对交流电网提供有效支撑，常利用本站信号或远端量测信号进行附加控制。图1公开了一种柔性直流输电系统的VSC双闭环控制方法，图1中，Udc为外环的直流电压测量值、Uac为外环的交流电压测量值、P为外环的有功功率测量值、Q为外环的无功功率测量值，Udc*为外环的直流电压参考值、Uac*为外环的交流电压参考值、P*外环的有功功率参考值、Q*为无功功率参考值；vd*交流侧d轴输出电压基波参考值、vq*为交流侧q轴输出电压基波参考值。上述控制系统的内环控制器通过引入耦合补偿项和电压前馈项实现了柔性直流输电系统的d、q轴电流的解耦。外环控制器选择不同的控制支路时，可以实现不同场合的控制功能。

在交直流混联应用场景下，与风电场相连的柔性直流换流站一般采用定有功功率控制，以保证在不同运行方式下可以对风电外送功率进行控制。若风电的功率发生波动，由于柔性直流换流站注入直流系统的功率不变，因此功率波动量主要由交流联络线承担，起初表现为有功功率的波动及交流电压波动，进而引起无功功率的波动，使得交流全网有功调节器及无功调节器频繁动作，对交流系统扰动较大。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于柔性直流高速环路的附加风电波动控制方法，具有减少风电的功率波动对柔性直流输电系统的扰动的效果。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种适用于柔性直流高速环路的附加风电波动控制方法，包括以下步骤：

S1：测量风速V及风速波动方向，执行S2；

S2：计算多条与风机机端直接相连的交流流联络线的功率波动的绝对值之和ΔPsum，执行S3；

S2：设置每一条与风机机端连接的交流联络线的交流抗扰动权重α，定义αm表示第m条与风机机端连接的交流联络线的交流抗扰动权重，计算每一条与风机机端连接的交流联络线的功率波动量Pl，定义Plm表示第m条与风机机端连接的交流联络线的功率波动量，根据每一条与风机机端连接的交流联络线的交流抗扰动权重α和每一条与风机机端连接的交流联络线的功率波动量Pl，计算多条与风机机端直接相连的交流流联络线的功率波动的绝对值之和Psum，执行S3；

S3：设置模糊PID控制器的初始比例系数kp的数值、积分系数ki的数值，使用第一二维模糊控制器、第二二维模糊控制器和第三二维模糊控制器根据多条与风机机端直接相连的交流流联络线的功率波动的绝对值之和Psum及其变化率分别产生模糊PID控制器的初始比例系数物理修正量kp、积分系数物理修正量ki及微分系数物理修正量kd，模糊PID控制器计算波动平抑系数c，再根据波动平抑系数c及测量风速V计算校正量R，并根据风速波动方向确定校正量R的正负属性，执行S4；