CN115001025B 海上风电多端直流送出系统及其直流故障主动控制方法 （天津大学）

司海上风电多端直流送出系统及其直流故障本发明公开了一种海上风电多端直流送出次通过变压器及交流断路器与海上换流器的交断路器与陆上换流器的直流侧连接；直流母线B的两端各自通过直流断路器与两个陆上换流器2多电平换流器的柔性直流多端输电系统及陆上电网；柔性直流多端输电系统包括N个海上过直流断路器与陆上换流器的直流侧连接；直流母线B的两端均通过直流断路器对应与两海上换流器的控制器包括双闭环控制器，双闭环控制器包括内环有功功率控制模块或直流电压控制模块设有依次串联的电流限制器A和电流限制器B，无功功率控制模块设有电流限制器C；交流电压控制模块输入海上换流器交流侧的最大交4.一种利用权利要求1至3任一所述的海上风电多端直流送出系统的直流故障主动控风电机组依次通过变压器及交流断路器与海上换流器的交流侧连接；使直流母线A一端通过直流隔离开关与海上换流器的直流侧连接，使直流母线A另一端通过直流断路器与陆上换流器的直流侧连接；使直流母线B的两端均通过直流断路器对应与两个陆上换流器的直5.根据权利要求4所述的海上风电多端直流送出系统的直流故障主动控制方法，其特上换流器的直流电抗器电压进行检测，如果直流电抗器电压变化率超过对应的设定值范36.根据权利要求5所述的海上风电多端直流送出系统的直流故障主动控制方法，其特仍低于额定值的50则断开与该故障线路连接的海上换流器交流侧的交流断路器，使风然后再闭合相应的陆上换流器直流侧的直流断路器及海上换流器直流侧的直流7.根据权利要求4所述的海上风电多端直流送出系统的直流故障主动控制方法，其特正常运行时，海上换流器工作在并网控制模式下，其外环控制模块8.根据权利要求7所述的海上风电多端直流送出系统的直流故障主动控制方法，其特在海上换流器闭锁但其交流断路器仍保持闭合期间，风电机组4在海上换流器闭锁且其交流断路器断开期间，随着海上换流器交流侧的交流电压升9.根据权利要求7所述的海上风电多端直流送出系统的直流故障主动控制方法，其特步骤A3，在定直流电压控制方式下，当海上换流器5[0002]目前，化石能源的不断枯竭和环境污染的日益严峻使得风力发电受到广泛关[0003]随着海上风能的不断规模化开发，海上风电经多端直流送出系统的需求日趋扩[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种海上风电多端直流送出系6[0008]进一步地，有功功率控制模块或直流电压控制模块设有依次串联的电流限制器A器及交流断路器与海上换流器的交流侧连接；使直流母线A一端通过直流隔离开关与海上直流母线B的两端均通过直流断路器对应与两个陆上换流器的直流侧连接；根据故障检测测直流电压仍低于额定值的50则断开与该故障线路连接的海上换流器交流侧的交流断7块、直流电压控制模块及交流电压控制模块输出有功电流参考信号至有功功率电流模块；提供坐标变换所需的相角。8电压控制模块处于激活状态，其有功功率控制模块或直流电压控制模块处于未激活[0024]本发明提出的方法在不配置海上换流器侧陆上换流器侧配置直流断路器的前提[0030]图4为柔性直流多端输电系统的故障恢复过程中的锁相环提供坐标变换所需的相[0031]图5为恢复时柔性直流多端输电系统组网控制策略以及定交流电压控制的无缝切9qqqq[0052]ω0表示海上换流器交流侧的风电机组额[0053]ωref表示海上换流器交流侧的风电机组参考同[0054]ω表示海上换流器交流侧的风电机组实际同模块化多电平换流器的柔性直流多端输电系统及陆上电网；柔性直流多端输电系统包括N一端通过直流断路器与陆上换流器的直流侧连接；直流母线B的两端均通过直流断路器对[0075]优选地，有功功率控制模块或直流电压控制模块可设有依次串联的电流限制器A器及交流断路器与海上换流器的交流侧连接；使直流母线A一端通过直流隔离开关与海上直流母线B的两端均通过直流断路器对应与两个陆上换流器的直流侧连接；根据故障检测测直流电压仍低于额定值的50则可断开与该故障线路连接的海上换流器交流侧的交流设有电流限制器C；交流电压控制模块可输入海上换流器交流侧的最大交流电压与对应实提供坐标变换所需的相角。限制器D的输出上限。Idmin1表示电[0085]有功功率控制模块输入海上换流器输出有功功率参考值Pref与对应的实际有功功[0086]直流电压控制模块输入海上换流器输出直流电压参考值Vdcref与对应的实际直流qq输入电压角速度额定值ω0。第二加法器输出海上换流器交流侧的风电机组参考同步角速ur-丽,其中Idref为有功电流参考信号；Iqref为无电压控制模块处于激活状态，其有功功率控制模块或直流电压控制模块处于未激活状态；采用现有技术中的软硬件并采用常规技术手段构建的元器无源交流电压Vac控制模块，以实现海上风电多端直流送出系统发生直流故障后的主动控[0109]直流故障检测与隔离：当柔性直流多端输电系统中第14直流母线A发生直流故障[0110]步骤(1-1)：本发明基于陆上换流器或海上换流器的直流电抗器电压变化率来进行直流故障的检测和线路定位，快速准确地选择并断开故障线路的陆上换流器侧配置第4直流断路器以及与第1海上换流器连接的第13直流母线上的陆上换流器侧配置的第1直流流器运行于并网控制模式，外环控制模块采用有功功率控制模块或直流电压控制模块(以的海上换流器依靠本地测量来自动实现海上换流器在并网控制模式和组网控制模式间的控制模块决定，而组网控制的电压控制由于其参考值在1.1倍额定电压(大于实测的电压qmaxqmax海上风电通过第1海上换流器的续流二极管馈入至故障点。直流故障导致海上电网交流电[0118]海上风电经第1海上换流器送出的直流故障恢复策略：其目标是在直流故障线路5展示了柔性直流多端输电系统的直流故障隔离和故障恢复策略的流程