[发明专利]混合型海上风电双极柔直输电系统故障穿越方法

权利要求书

1.混合型海上风电双极柔直输电系统故障穿越方法，所述混合型海上风电双极柔直输电系统的拓扑包括：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；其特征在于：

实现所述故障穿越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，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，采用送端交流电网电压控制外环、电流控制内环，其中，送端交流电网电压的参考值根据正极直流母线电压给定；当混合型海上风电双极柔直输电系统正常运行时，正极直流母线电压在额定值附近波动，送端交流电网电压的参考值给定为额定电压值，所述控制系统的控制目标为维持送端交流电网电压的稳定；当受端交流电网故障发生时，正极直流母线电压升高，当正极直流母线电压超过控制阈值时，调整送端交流电网电压参考值为第一倍数M的额定电压值，此时所述控制系统的控制目标为降低送端交流电网电压，使风电机组投入自身耗能电阻，协助混合型双极柔直输电系统完成故障穿越运行；所述第一倍数M小于等于0.3大于等于0.1；

所述受端正极MMC换流器控制系统，采用正极直流母线电压和无功功率控制外环、电流控制内环；当系统正常运行时，正极直流母线电压参考值给定为额定值，所述控制系统的控制目标为维持正极直流母线电压恒定；当受端交流电网故障发生时，受端交流电网电压显著降低，当受端交流电网电压低于控制阈值时，正极直流母线电压参考值给定为第二倍数H的额定值；所述第二倍数H小于等于1.2大于等于1.1；

所述受端负极MMC换流器控制系统，采用负极直流母线电压和无功功率控制外环、电流控制内环；当混合型海上风电双极柔直输电系统正常运行时，负极直流母线电压参考值根据风电场输出功率与负极MMC换流器有功功率给定，所述控制系统的控制目标为保持负极MMC换流器有功功率为风电场输出功率的一半；当受端交流电网故障发生时，受端交流电网电压显著降低，当受端交流电网电压低于控制阈值时，负极直流母线电压参考值给定为额定值，此时由于送端交流电网电压已通过送端正极MMC控制策略降低，送端负极二极管换流装置已经关断，受端负极MMC不再传输功率。

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故障穿越方法，其特征在于：在送端正极MMC换流器控制系统中，根据以下方法计算送端交流电网电压参考值d、q轴分量U_gdref和U_gqref：

U_gqref＝0

其中，U_gdn为送端交流电网电压额定值，U_dc1为正极直流母线电压，U_dcn1为正极直流母线电压额定值，M为第一倍数，H为第二倍数。

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故障穿越方法，其特征在于：在受端正极MMC换流器控制系统中，根据以下方法计算正极直流母线电压参考值U_dc1ref：

其中，U_dcn1为正极直流母线电压额定值，U_ga、U_gb、U_gc分别为受端三相交流电网电压有效值，U_gn为受端交流电网电压额定值。

4.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故障穿越方法，其特征在于：在受端负极MMC换流器控制系统中，根据以下方法计算负极直流母线电压参考值U_dc2ref：

其中，U_dcn2为负极直流母线电压额定值，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，U_ga、U_gb、U_gc分别为受端三相交流电网电压有效值，U_gn为受端交流电网电压额定值。

5.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故障穿越方法，其特征在于：所述第一倍数M为0.2；所述第二倍数H为1.15。