[发明专利]无直流侧扰动的MMC交流有功功率快速调控方法

说明书

本发明公开了一种无直流侧扰动的MMC交流有功功率快速调控方法。它包括如下步骤，步骤一：采用解耦控制方法控制模块化多电平换流器的交流电流和直流电流；步骤二：MMC接收调节交流侧有功功率的指令；步骤三：通过第一预设曲线调整子模块电容平均电压的参考值；步骤四：通过第二预设曲线调整子模块电容平均电压的参考值，调节交流侧有功功率至调整前的初始值；步骤五：通过第三预设曲线调整子模块电容平均电压的参考值，使子模块电容平均电压恢复，而交流有功功率偏离初始值；步骤六：通过第四预设曲线调整子模块电容平均电压的参考值，调节交流有功功率及子模块电容电压至初始值。本发明具有快速功率调节能力，并且对直流侧无扰动的优点。

技术领域

本发明涉及电力系统输电技术领域，特别是涉及一种模块化多电平换流器的交流有功功率快速调控方法，更具体地说它是一种无直流侧扰动的模块化多电平换流器(MMC)交流有功功率快速调控方法。

背景技术

为助力“碳中和”与“碳达峰”，我国需要大力发展可再生能源发电。其中，风力发电是一种重要的可再生能源发电形式。我国风电资源较为丰富，根据风电开发的场地不同，我国风电可以分为陆上风电和海上风电两种。根据距离陆地远近情况，海上风电又可分为近海海上风电和远海海上风电。其中，远海海上风电资源尤为丰富，开发价值更高。当输电距离较远时，高压交流电缆的传输容量将被大量的无功电流挤占，导致有效的有功传输容量较小，因此远海海上风电更适用于采用柔性直流输电技术。目前我国东部海上风电均采用了以模块化多电平换流器(Modular multilevel converter，MMC)为代表的柔性直流输电技术，例如正在建设中的江苏如东海上风电柔性直流输电工程。随着海上风电开发力度逐渐加强，MMC的应用前景愈益明朗。

与传统交流输电的陆上风电相同，基于柔性直流输电的海上风电也会对电力系统的稳定性产生显著的影响。国家相关能源机构 发布了多项文件，要求风电场具备快速功率调节能力，以实现对交流系统频率的主动支撑。值得注意的是文件中未明确区分陆上风电场与海上风电场，因此可认为海上风电场也需要具备该功能。对于海上风电柔性直流输电应用场景，由于海上风电机组的交流系统与陆上交流电网之间用柔性直流输电进行了隔离，海上风电机组难以直接响应陆上交流系统频率变化，需要以陆上并网点作为考核，即要求陆上并网点具备响应频率变化的功率调节特性。海上柔性直流换流站一般控制交流电压，便于风电场接入，并将风电场的发电功率全部输送至陆上，而陆上柔性直流换流站一般控制直流电压，以实现柔性直流输电系统的正常运行。因此，在不增加设备投资的前提下，必须挖掘陆上柔性直流换流在的额外功率调节能力，以满足电网相关要求。