[发明专利]一种海上风电直流汇集与输送系统的故障穿越控制方法

说明书

本发明公开一种海上风电直流汇集与输送系统的故障穿越控制方法，该方法包括步骤：在海上风电场直流汇集母线处配置集中卸荷电路；获取风电机组的第一直流母线电压、直流汇集系统的第二直流母线电压和柔性直流输电系统的第三直流母线电压；将第一直流母线电压、第二直流母线电压和第三直流母线电压分别与对应的启动门槛值做差，经过限幅环节，将得到最大的输出值乘以比例系数，经过脉冲调制环节生产占空比，以控制集中卸荷电路进行能量消耗；当第一直流母线电压、第二直流母线电压和第三直流母线电压均恢复至对应的启动门槛值之下时，集中卸荷电路退出运行，系统恢复正常。本发明不仅可以实现陆上交流系统故障穿越，还可以实现直流输电系统故障穿越。

技术领域

本发明涉及海上风电运行控制技术领域，尤其涉及一种海上风电直流汇集与输送系统的故障穿越控制方法。

背景技术

随着我国经济持续快速发展，环境保护与经济发展的矛盾日益突出，以节能减排为基础的低碳经济已成为保持社会可持续发展的战略举措。海上风电具有资源丰富、发电利用小时数相对较高、技术相对高端的特点，是新能源发展的前沿领域。

大规模海上风电汇集与输电系统是海上风电实现并网消纳的关键。大规模海上风电直流汇集与输送系统正常运行时，风电机组发出的能量与受端交流电网消耗的能量始终保持平衡。而当受端电网发生故障时，其消耗能量的能力下降，而海上风电送端却不受影响，导致能量在直流线路上积累，直流电压持续快速升高，严重时直流线路与直流换流器跳闸，海上风电输电系统退出运行，无法实现交流故障穿越。

目前，通常采用在直流受端换流站处增加集中式卸荷电路来消耗柔性直流输电系统多余的能量，在全功率型风电机组变流器直流母线处增加分布式卸荷电路来消耗其多余的能量来实现机组的故障穿越，通过该综合配置方案确保海上风电机组及其输电系统的安全可靠运行。但是，该方案是针对海上风电“交流汇集+直流送出”的输电模式，若应用到“直流汇集+直流送出”的系统里，卸荷装置整体数量多且投资大，多个卸荷装置之间也缺少协调配合，导致海上风电汇集及输送系统的故障穿越控制效率较低。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种海上风电直流汇集与输送系统的故障穿越控制方法，通过在直流汇集系统的母线处集中配置卸荷电路，不仅可以实现陆上交流系统故障穿越，还可以实现直流输电系统故障穿越，成本低，效率高。

为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种海上风电直流汇集与输送系统的故障穿越控制方法，包括以下步骤：

在海上风电场直流汇集母线处配置集中卸荷电路，以取代每台风电机组单独的第一卸荷装置和柔性直流受端换流站的第二卸荷装置；

获取所述风电机组的第一直流母线电压、直流汇集系统的第二直流母线电压和柔性直流输电系统的第三直流母线电压；其中，所述第三直流母线电压为所述柔性直流输电系统的受端直流母线电压；

将所述第一直流母线电压、所述第二直流母线电压和所述第三直流母线电压分别与对应的启动门槛值做差，经过限幅环节，将得到最大的输出值乘以比例系数，经过脉冲调制环节生产占空比，以控制所述集中卸荷电路进行能量消耗；

当所述第一直流母线电压、所述第二直流母线电压和所述第三直流母线电压均恢复至对应的所述启动门槛值之下时，所述集中卸荷电路退出运行，海上风电汇集及输送系统恢复传输直流功率。

优选地，所述集中卸荷电路包括绝缘栅双极型晶体管和耗能电阻；其中，所述耗能电阻的耗能计算公式为R_chopper为所述耗能电阻，P_max为所述海上风电汇集及输送系统的额定输送功率值，U_rated为所述集中卸荷电路的接入点的额定电压。

优选地，所述将所述第一直流母线电压、所述第二直流母线电压和所述第三直流母线电压分别与对应的启动门槛值做差，经过限幅环节，将得到最大的输出值乘以比例系数，经过脉冲调制环节生产占空比，以控制所述集中卸荷电路进行能量消耗，具体包括：