本发明属于海上风电,特别涉及一种柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法及装置。
背景技术:
1、柔性高压直流(high-voltage direct current,hvdc)输电(mmc-hvdc)是基于模块化多电平技术的换流器(modular multilevel converter,mmc)的输电技术,它具有有功、无功独立调节、无源供电能力以及易于构建直流电网等特点,为大规模远距离分布式海上风电场的集群电能输送提供了高效的技术手段。
2、对于海上风电场mmc-hvdc并网系统,当受端电网的交流系统故障导致交流电压下降时,网侧换流器(grid side mmc,gsmmc)向受端电网传递的有功功率随之减小,若风力发电机组在此时捕获风能和发出的有功功率不变,风电场向风电场侧换流器(wind farmsmmc wfmmc)传输的有功功率不变,那么整个交直流变换系统中会产生不平衡功率,进而对mmc耗能子模块的电容充电,使得架空线路的直流电压迅速上升,从而影响mmc-hvdc的安全稳定运行,此时风电场出口的交流电压也会发生畸变,能量被转化为动能暂时储存在转子中,转子转速不断升高,严重时会导致风力发电机组脱网。
3、为了提高海上风电场的持续运行能力,避免海上风力发电机组的频繁脱网,需要确保在岸上交流系统瞬时短路故障期间海上风力发电机组须持续联网运行。因此,如何改善在岸上交流系统故障情况下的故障穿越能力,已成为海上风电场mmc-hvdc并网领域的热点研究课题。
技术实现思路
1、本发明提出一种柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法及装置,可以有效提高直流发电系统的故障穿越能力和运行稳定性。
2、针对上述问题,本发明采用如下技术方案:
3、第一方面,提供一种柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法,包括:
4、获取直流发电系统的母线电压和母线电流,母线电压和母线电流用于确定直流发电系统的盈余功率,盈余功率为直流发电系统的输出功率与交流系统的输入功率之间的差值;
5、根据直流发电系统的盈余功率和母线电压,确定直流耗能装置中的耗能阀开关信号的占空比;
6、根据耗能阀开关信号的占空比,确定直流耗能装置的投切策略,投切策略用于投入或切出直流耗能装置,消耗盈余功率。
7、可选地,根据耗能阀开关信号的占空比,确定直流耗能装置的投切策略,包括:
8、根据耗能阀开关信号的占空比,生成耗能阀开关信号,耗能阀开关信号用于控制直流耗能装置的耗能阀导通或关断,消耗盈余功率。
9、进一步地,耗能阀开关信号的占空比满足:
10、d=dp+du,
11、dp=pon/pn,
12、pon=pn-pm,
13、pm=um*im,
14、
15、其中,d为耗能阀开关信号的占空比,dp为耗能阀开关信号的基准占空比,du为耗能阀开关信号的附加占空比,pon为盈余功率,pn为直流发电系统的额定输出功率,pm为交流系统的输入功率,um为直流发电系统的母线电压,im为直流发电系统的母线电流,uref为直流母线目标电压,eab为耗能装置使能状态量,t1为积分环节所用数据起点,t2为积分环节所用数据终点,k为比例控制系数。
16、可选地,在根据直流发电系统的盈余功率和母线电压,确定直流耗能装置中的耗能阀开关信号的占空比之前,还包括:
17、当直流电压测量值超过直流耗能装置设定的动作电压值时,耗能装置接收直流控制保护系统或者耗能装置阀极控制系统下发的投入动作指令。
18、第二方面,提供一种柔性斩波式直流耗能装置低频控制装置,包括:获取模块和确定模块;其中,
19、获取模块,用于获取直流发电系统的母线电压和母线电流,母线电压和母线电流用于确定直流发电系统的盈余功率,盈余功率为直流发电系统的输出功率与交流系统的输入功率之间的差值;
20、确定模块,用于根据直流发电系统的盈余功率和母线电压,确定直流耗能装置中的耗能阀开关信号的占空比;
21、确定模块,还用于根据耗能阀开关信号的占空比,确定直流耗能装置的投切策略,投切策略用于投入或切出直流耗能装置,消耗盈余功率。
22、可选地,确定模块,还用于根据耗能阀开关信号的占空比,生成耗能阀开关信号,耗能阀开关信号用于控制直流耗能装置的耗能阀导通或关断,消耗盈余功率。
23、进一步地,耗能阀开关信号的占空比满足:
24、d=dp+du,
25、dp=pon/pn,
26、pon=pn-pm,
27、pm=um*im,
28、
29、其中,d为耗能阀开关信号的占空比,dp为耗能阀开关信号的基准占空比,du为耗能阀开关信号的附加占空比,pon为盈余功率,pn为直流发电系统的额定输出功率,pm为交流系统的输入功率,um为直流发电系统的母线电压,im为直流发电系统的母线电流,uref为直流母线目标电压,eab为耗能装置使能状态量,t1为积分环节所用数据起点,t2为积分环节所用数据终点,k为比例控制系数。
30、可选地,柔性斩波式直流耗能装置低频控制装置还包括:接收模块;其中,
31、接收模块,用于在根据直流发电系统的盈余功率和母线电压,确定直流耗能装置中的耗能阀开关信号的占空比之前,当直流电压测量值超过直流耗能装置设定的动作电压值时,耗能装置接收直流控制保护系统或者耗能装置阀极控制系统下发的投入动作指令。
32、第三方面,提供一种电子设备,包括:处理器,处理器与存储器耦合;
33、其中,处理器,用于读取并执行存储器存储的程序或指令,使得该电子设备执行第一方面所述的柔性斩波式直流耗能装置低频控制方法。
34、第四方面,提供一种计算机可读存储介质,存储有程序或指令,当计算机读取并执行程序或指令时,使得计算机执行第一方面所述的柔性斩波式直流耗能装置低频控制方法。
35、基于本发明提供的柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法、控制装置与设备,可以根据直流发电系统的母线电压和母线电流,确定直流发电系统的盈余功率,然后综合考虑直流发电系统的盈余功率和母线电压,确定直流耗能装置中的耗能阀开关信号的占空比,并根据耗能阀开关信号的占空比,确定直流耗能装置的投切策略,以消耗直流发电系统的盈余功率,从而避免当受端电网的交流系统故障导致交流电压下降时,直流发电系统的母线电压升高而影响直流发电系统的稳定运行,严重时甚至脱网的问题,可以有效提高直流发电系统的故障穿越能力和运行稳定性。
36、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
1.一种柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法,其特征在于,根据所述耗能阀开关信号的占空比,确定所述直流耗能装置的投切策略,包括:
3.根据权利要求2所述的柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法,其特征在于,所述耗能阀开关信号的占空比满足:
4.根据权利要求1-3中任一项所述的柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法,其特征在于,在所述根据所述直流发电系统的盈余功率和所述母线电压,确定直流耗能装置中的耗能阀开关信号的占空比之前,还包括:
5.一种柔性直流输电系统中能耗装置的控制装置,其特征在于,包括:获取模块和确定模块;其中,
6.根据权利要求5所述的柔性直流输电系统中能耗装置的控制装置,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的柔性直流输电系统中能耗装置的控制装置,其特征在于,所述耗能阀开关信号的占空比满足:
8.根据权利要求5-7中任一项所述的柔性直流输电系统中能耗装置的控制装置,其特征在于,还包括:接收模块;其中,
9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器,所述处理器与存储器耦合;
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有程序或指令,当计算机读取并执行所述程序或指令时,使得所述计算机执行如权利要求1-4中任一项所述的柔性直流输电系统中能耗装置的控制方法。
