[发明专利]双馈风电系统接入LCC-HVDC系统的协同频率支撑控制方法及系统

说明书

本公开提供了一种双馈风电系统接入LCC‑HVDC系统的协同频率支撑控制方法，包括：实时检测LCC‑HVDC系统送受端的通讯数据；基于实时检测的LCC‑HVDC系统送受端的通讯数据，判断LCC‑HVDC系统是否通讯故障；以及在LCC‑HVDC系统通讯故障的情况下和在LCC‑HVDC系统通讯正常的情况下，对LCC‑HVDC系统的送端变流器进行不同模式的控制，对LCC‑HVDC系统的受端变流器进行不同模式的控制。本公开还提供一种双馈风电系统接入LCC‑HVDC系统的协同频率支撑控制系统。

技术领域

本公开属于风力发电技术领域，本公开尤其涉及一种双馈风电系统接入LCC-HVDC系统的协同频率支撑控制方法及系统。

背景技术

大力发展可再生能源，减少温室气体排放，建设环境友好型国家对我国的国家能源安全、环境改善、经济可持续发展等具有非常重要的意义。

风力发电、光伏等可再生能源发电作为最具备大规模开发及应用前景的发电方式，技术日趋成熟，逐渐被广泛应用。

我国新能源多呈现“集中式布置、长距离输送”的开发模式。近年来，随着风电渗透率的不断提高，以及我国高压直流输电技术(high voltage direct current，HVDC)在新能源电力输送中的大规模应用，一方面将导致并网点的短路比降低；另一方面，风力发电系统和HVDC通过电力电子变流器接入电网，其常规控制方式不响应电网频率变化。当风力发电系统取代传统火电大规模接入电网时，电网的等效惯量以及等效一次调频能力将随之降低。因此当电网出现突发性功率不平衡故障(如发电厂解列或负荷突减故障)时，电网频率波动加剧，危害电网的频率稳定性。因此，为了维护电力系统的安全、稳定、可靠运行，一方面，风电系统应能够响应送端电网频率的变化，提供虚拟惯量响应与一次调频功能；另一方面，HVDC应协同风力发电系统参与送、受端电网的频率调整。

当前关于电网频率支撑的研究多针对风电或HVDC单一系统调频，对电网频率进行惯量支撑和一次调频支撑，未充分考虑两者的协同调频能力。传统风电机组调频方法多在功率控制环或转矩控制环引入df/dt环节，但该方法存在与原风机控制环节耦合抵消效应，以及容易造成电网频率二次跌落的风险；而纯直流电网“隔离”交流频率信号，风电集群无法直接获知受端系统频率的变化，传统HVDC调频多通过长距离通讯来实现送受端电网频率的同步支撑，其优点是调频实时性和精确性较高，但其存在可靠性和稳定性问题。而HVDC无通讯的下垂控制优点是可靠性较高，但其存在不能精确控制换流站的有功、下垂参数整定困难以及易受风电功率波动干扰的缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种双馈风电系统接入LCC-HVDC系统的协同频率支撑控制方法及系统。

本公开的双馈风电系统接入LCC-HVDC系统的协同频率支撑控制方法及系统通过以下技术方案实现。

根据本公开的一个方面，提供一种双馈风电系统接入LCC-HVDC系统的协同频率支撑控制方法，包括：实时检测LCC-HVDC系统送受端的通讯数据；基于实时检测的LCC-HVDC系统送受端的通讯数据，判断LCC-HVDC系统是否通讯故障；以及在LCC-HVDC系统通讯故障的情况下和在LCC-HVDC系统通讯正常的情况下，对LCC-HVDC系统的送端变流器进行不同模式的控制，对LCC-HVDC系统的受端变流器进行不同模式的控制。

根据本公开的至少一个实施方式的双馈风电系统接入LCC-HVDC系统的协同频率支撑控制方法，在LCC-HVDC系统通讯正常的情况下，对LCC-HVDC系统的送端变流器进行P-f下垂控制，对LCC-HVDC系统的受端变流器进行定直流电压控制；以及在LCC-HVDC系统通讯故障的情况下，对LCC-HVDC系统的送端变流器进行P-U-f下垂控制，对LCC-HVDC系统的受端变流器进行U-f下垂控制。