[发明专利]混合型海上风电双极柔直输电系统功率协调控制方法

权利要求书

1.混合型海上风电双极柔直输电系统功率协调控制方法，所述混合型海上风电双极柔直输电系统拓扑包括：送端正极MMC换流器、送端负极二极管换流器、受端正极MMC换流器和受端负极MMC换流器；所述送端正极MMC换流器和送端负极二极管换流器的交流侧并联接入海上风电场交流电网；所述受端正极MMC换流器和受端负极MMC换流器的交流侧并联接入陆上交流电网；所述送端正极MMC换流器的直流侧通过正极海缆和中性线海缆与受端正极MMC换流器的直流侧相连；所述送端负极二极管换流器的直流侧通过负极海缆和中性线海缆与受端负极MMC换流器的直流侧相连；其特征在于：

所述功率协调控制方法所采用的控制系统包括：送端正极MMC换流器控制系统，受端正极MMC换流器控制系统和受端负极MMC换流器控制系统；

所述送端正极MMC换流器控制系统，采用交流电网电压和频率控制外环、电流控制内环，控制目标为维持海上交流电网电压的稳定；

所述受端正极MMC换流器控制系统，采用直流母线电压和无功功率控制外环、电流控制内环，控制目标为维持正极直流母线电压为额定值；

所述受端负极MMC换流器控制系统，采用直流母线电压和无功功率控制外环、电流控制内环，控制目标为根据风电场输出功率，调节负极直流母线电压，从而调整流入负极二极管换流器的功率。

2.根据权利要求1所述的混合型海上风电双极柔直输电系统功率协调控制方法，其特征在于：在受端负极MMC换流器控制系统中，根据以下方法实现对受端负极MMC换流器的控制：

根据风电场输出功率P_wind、受端负极MMC有功功率P_g2，计算负极直流母线电压参考值U_dc2ref；对负极直流母线电压U_dc2通过PI控制器进行控制，使其跟随参考值U_dc2ref，PI控制器的输出经过限幅环节后，作为受端负极d轴电流的参考值I_gdref2；对无功功率Q_g2通过PI控制器进行控制，使其跟随参考值Q_g2ref，控制器的输出经过限幅环节后，作为受端负极q轴电流的参考值I_gqref2；然后，对受端负极d、q轴电流I_gd2和I_gq2采用PI控制器进行控制，使其跟随参考值I_gdref2和I_gqref2，控制器的输出作为受端负极MMC参考差模电压U_difdq2，再经Park反变换，得到静止三相坐标系中的参考差模电压U_difabc2；接下来，对受端负极MMC内部环流I_cabc2采用谐振控制器进行控制，受端负极内部环流控制器的输出作为受端负极MMC参考共模电压U_comabc2；最后，利用受端负极参考差模电压U_difabc2和参考共模电压U_comabc2，经过计算得到受端负极MMC上、下桥臂的参考电压U_prefabc2与U_nrefabc2，并通过阀控模块实现对受端负极MMC换流器的控制。

3.根据权利要求1所述的混合型海上风电双极柔直输电系统功率协调控制方法，其特征在于：对于受端负极MMC换流器，根据以下方法计算负极直流母线电压参考值U_dc2ref：

U_dc2ref＝U_dcref-F_PIP(s)(0.5P_wind-P_g2)

其中，U_dcref为负极直流母线额定值，F_PIP(s)为PI控制器的传递函数，k_pp为比例系数，k_ip为积分系数，P_wind为风电场输出功率，P_g2为受端负极MMC有功功率。