CN114583743B 一种海上风电不控整流直流输电系统的控制方法 （国网经济技术研究院有限公司）

MingqunGuo等.SimulationandAnalRenewableEnergyTransmissionvi一种海上风电不控整流直流输电系统的控本发明涉及一种海上风电不控整流直流输陆上电网；海上换流站包括全桥型MMC单元和二流站中的全桥型MMC单元进行预充电，通过全桥型MMC单元对海上风电场进行黑启动；正常运行网能力，选择构网型控制策略或跟网型控制策并经正负极海底直流海缆送出至陆上换流站和2控制海上换流站中全桥型MMC单元直流侧的输出电压为零全桥型MMC单元采用定有功功率和输出交流电压控制策略，同时进行低次谐波抑制控海上风电场采用构网型控制，通过二极管不控整流单元控制海上换流站中全桥型MMC单元直流侧的输出电压为零海上风电场采用跟网型控制，通过二极管不控整流单元控制全桥型MMC单元的交流侧输出电压，对海上风电场待黑启动区域内的全部风力发3断开全桥型MMC单元、二极管不控整流单元与海上风电场交流侧的连接，合上全桥型解锁晶闸管整流单元，通过控制熄弧角使得晶闸管整流单元直流侧输电电压为负电晶闸管整流单元控制全桥型MMC单元直流侧电压上升到启动阶段直流电压预设值后，所述控制全桥型MMC单元的交流侧输出电压，对海上风电场待黑启动区域内的全部风力发②合上海上风电场待黑启动区域至全桥型M③通过控制全桥型MMC单元交流侧输出电压对海上风电场待黑启动区域内风力发电机④待黑启动区域内的风力发电机的机端变流器和网端变流器通过可控有序充电将风力发电机的机端变流器和网端变流器直流侧电容电压充电到额定值后，风力发电机解锁，⑤重复步骤②‑④,将待黑启动区域内的剩4所述全桥型MMC单元采用定有功功率和输出交流电压控制策略，同时进行低次谐波抑制控根据直流输电系统的实际工况以及假设的全桥型MMC单元直流侧的输出电压，计算得根据dq坐标系下的电压参考值，计算得到全桥型MMC单元6个桥臂所述全桥型MMC单元采用定交流电压和交流频率控制策略时，其三相交流电压参考值的计mref为全桥型MMC单元三相交流电压的参考值；UMMCref和uiuov为全桥型MMC单元5方法，可以适用于在海上风电构网和跟网两种不同应用情景下的海上风电场并网送电场6MMC单元的直流侧还设置有旁路开关；所述二极管不控整流单元用于对所述海上风电场输[0011]进一步，所述通过全桥型MMC单元对海上风电场进行黑启动的方法，包括以下步[0013]控制全桥型MMC单元的交流侧输出电压，对海上风电场待黑启动区域内的全部风[0021]晶闸管整流单元控制全桥型MMC单元直流侧电压上升到启动阶段直流电压预设值[0025]③通过控制全桥型MMC单元交流侧输出电压对海上风电场待黑启动区域内风力发[0026]④待黑启动区域内的风力发电机的机端变流器和网端变流器通过可控有序充电7[0029]进一步，所述全桥型MMC单元容量根据海上风电场内的待启动风力发电机的数量[0035]全桥型MMC单元采用定有功功率和输出交流电压控制策略，同时进行低次谐波抑[0041]根据直流输电系统的实际工况以及假设的全桥型MMC单元直流侧的输出电压，计89海上换流站(即送端)采用二极管不控整流单元和小容量三相六桥臂全桥型模块化多电平上风电场提供启动电源或并网电压；二极管不控整流单元用于对海上风电场1输出的电能元22和第二六脉动二极管整流单元23构成或直接采用一个十管整流单元22和第二六脉动二极管整流单元23分别设置在全桥型MMC单元21两侧，且第一六脉动二极管整流单元22和第二六脉动二极管整流单元23的交流侧与全桥型MMC单元21的第一六脉动二极管整流单元22和六脉动二极管不控整流单元23的直流侧一端分别与全桥型MMC单元21的直流侧的高压端和低压端相连，第一六脉动二极管整流单元22和第二六脉流侧与十二脉动二极管整流单元24的交流侧并联汇集后，经第一滤波器29与海上风电场1的海上交流母线15相连；全桥型MMC单元21直流侧的低压端与十二脉动二极管整流单元24直流侧的高压端相串联，全桥型MMC单元21直流侧的高压端和十二脉动二极管整流单元24[0085]作为一个优选的实施例，全桥型MMC单元21与海上交流母线15之间还设置有第一[0086]作为一个优选的实施例，全桥型MMC单元21直流侧的高压端和低压端之间还设置(例如1500MW)时，在十二脉动二极管整流单元24与海上交流母线15之间配置第四变压器绕组变压器采用的联结型式为Y/Y/D(星型/星型/角型),可与十二脉动二极管整流单元24闸管整流单元41和第二六脉动晶闸管整流单元42构成或直接采用一个十二脉动晶闸管整管整流单元41和第二六脉动晶闸管整流单元42的直流侧与正负极海底直流海缆3相连，第一六脉动晶闸管整流单元41和第二六脉动晶闸管整流单元42的交流侧分别经第二滤波器元43直流侧的高压端和低压端与正负极海底直流海缆3相连，十二脉动晶闸管整流单元43[0096]作为一个优选的实施例，晶闸管整流单元与陆上交流母线45管整流单元42的交流侧并联后，在与陆上交流母线45连接处配置一台联结型式为Y/Y/D的[0098]若采用一个十二脉动晶闸管整流单元，则当直流输电系统容量超过预设阈值(例相三绕组变压器变压器的联结型式为Y/Y/D,可与十二脉动晶闸管整流单元构成十二脉动1所发出的能量输出到直流侧，并经正负极海底直流海缆3送出至陆上换流站4和陆上电网[0108](4)由全桥型MMC单元21为海上风电场1提供并网电压和频率，二极管不控整流单[0111](1.2)控制全桥型MMC控预充电；[0118](1.1.5)当全桥型MMC单元21内子模块电容电压充电到可控充电阈值后，全桥型[0119](1.1.6)晶闸管整流单元控制全桥型MMC单元21直流侧电压缓慢上升到启动阶段[0123](1.2.3)通过控制全桥型MMC单元21交[0124](1.2.4)待黑启动区域内的机端变流器12机所连的机端变流器采用定直流电压控制，网端变流器采用定交流电压和定交流频率控风电在输送到海上换流站间的有功功率损耗(在简化计算可考虑忽略)；PMMC为流入全桥型[0136]二极管不控整流单元交直流侧功率及电压满足如下方程约束，忽略二极管阀损需要控制输入全桥型MMC单元的有功功率为零。由于陆上换流站可以通过控制熄弧角实现[0141](3.1)陆上换流站中晶闸管整流单元采用定直流电[0142](3.2)控制海上换流站中全桥型MMC单元直流侧的输出电压为零，并合上全桥型[0144](3.4)海上风电场采用构网环功率控制方法动态计算内环电流参考值和d得到全桥型MMC单元的目标值直流电压和交流MMCref为全桥型MMC单元交流电压有效值的参考值。包括外环功率环和内环电流环，且外环功率环分为有功功率控制部分和交流电压控制部场侧孤网频率和电压稳定。与步骤(3)中本质区别在于海上风电场风机是否具有自构网能[0168]此时的控制方式为定交流电压控制和定交流频率控制。风场侧孤岛控制的MMC换[0170](4.1)陆上换流站中晶闸管换流单元采用定直流电[0171](4.2)控制海上换流站中全桥型MMC单元直流侧的输出电压为零，并合上全桥型[0173](4.4)海上风电场采用跟网流电压的参考值Vmref由全桥型MMC单元输出交流相电压幅值的参考值UMMCref的直馈信号和UMMCref与交流电压测量值u;的负反馈(feed-back)PI信号两