本發(fā)明涉及電力電網(wǎng)，尤其涉及一種大規(guī)模風電柔直接入送受端交流故障暫態(tài)過壓抑制方法。

背景技術：

1、隨電力系統(tǒng)的發(fā)展，石油、煤、天然氣等常規(guī)能源的有限性以及對環(huán)境問題造成的影響日益突出，對新能源群集的利用和發(fā)展尤為重要。我國陸地大規(guī)模集中式風力、光伏發(fā)電站與負荷中心之間在地理空間上逆向分布，需要借助特高壓直流或交流輸電技術來實現(xiàn)新能源的大規(guī)模、長距離和高效外送。

2、風電具有資源豐富、穩(wěn)定性高對陸地資源需求少等優(yōu)勢,在新能源發(fā)電占據(jù)重要地位。對于大規(guī)模新能源經(jīng)柔性直流接入系統(tǒng)而言，當孤島新能源系統(tǒng)運行時，以風力發(fā)電為代表的新能源機組柔直接入系統(tǒng)換流站交流側發(fā)生故障，由于網(wǎng)內無功功率累計或有功盈余將造成交流暫態(tài)過流過壓，系統(tǒng)過壓故障動作慢、電壓支撐能力差，易引發(fā)的風電場并網(wǎng)點電壓持續(xù)惡化，致使無法承擔故障穿越，導致連鎖脫網(wǎng)等嚴重影響，危害風電設備安全及干擾交流電網(wǎng)穩(wěn)定性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種大規(guī)模風電柔直接入送受端交流故障暫態(tài)過壓抑制方法，能夠在風電經(jīng)柔直孤島系統(tǒng)面臨的交流電網(wǎng)短路故障情況下，提高故障處理的動態(tài)響應能力。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種大規(guī)模風電柔直接入送受端交流故障暫態(tài)過壓抑制方法，應用于新能源輸送系統(tǒng)，該方法包括：獲取新能源輸送系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)包括直流線路、換流站交流側、受端交流側和送端交流側的電壓和電流，以及換流站的電容電壓；基于新能源輸送系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)，對整體運行狀態(tài)和局部故障進行分析，得到故障檢測結果，故障檢測結果包括是否發(fā)生故障和故障類型；若發(fā)生故障，故障類型為受端交流側故障，則在新能源輸送系統(tǒng)的直流側投入電流耗能裝置，降低新能源輸送系統(tǒng)中直流側輸送至交流側的有功功率；若發(fā)生故障，故障類型為送端交流側故障，則調整新能源輸送系統(tǒng)中無功補償裝置的工作參數(shù)，減少換流站注入交流側的無功功率。

3、在一種可能的實現(xiàn)方式中，在新能源輸送系統(tǒng)的直流側投入電流耗能裝置，降低新能源輸送系統(tǒng)中直流側輸送至交流側的有功功率，包括：降低受端交流側功率控制外環(huán)中的控制參數(shù)，控制參數(shù)包括比例參數(shù)、積分參數(shù)和參考有功值；基于降低后的功率控制外環(huán)中的控制參數(shù)，確定電流耗能裝置的投入功率；基于投入功率控制電流耗能裝置運行。

4、在一種可能的實現(xiàn)方式中，該方法還包括：基于功率控制外環(huán)和電流控制內環(huán)，控制受端交流側運行；功率控制外環(huán)的公式包括：

5、

6、其中，ps為注入交流系統(tǒng)的有功功率，qs為注入交流系統(tǒng)的無功功率，iid為受端交流側電流于d軸分量，iiq為受端交流側電流于q軸分量，ke1為比例參數(shù)，ke2為積分參數(shù)，usd表示受端網(wǎng)側電壓d軸分量。

7、電流控制內環(huán)的公式包括：

8、uuid＝kf1(i*id-iid)+kf2∫(i*id-iid)dt；

9、uuiq＝kf1(i*iq-iiq)+kf2∫(i*iq-iiq)dt；

10、udifid＝usd-iiqωl+uuid；

11、udifiq＝usq+iidωl+uuiq；

12、其中，uuid為控制器部分d軸中間值，uuiq為控制器部分q軸中間值，udifid為d軸下控制器輸出的受端換流器交流側電壓值，udifiq為q軸下控制器輸出的受端換流器交流側電壓值，kf1為比例參數(shù)，kf2為積分參數(shù)，usq表示受端網(wǎng)側電壓q軸分量。

13、在一種可能的實現(xiàn)方式中，調整新能源輸送系統(tǒng)中無功補償裝置的工作參數(shù)，減少換流站注入交流側的無功功率，包括：基于送端交流側的實時電壓值，確定送端交流側電壓控制外環(huán)的控制參數(shù)，控制參數(shù)包括比例參數(shù)、積分參數(shù)和參考電壓值；基于送端交流側電壓控制外環(huán)的控制參數(shù)，確定無功補償裝置的工作參數(shù)；基于無功補償裝置的工作參數(shù)控制無功補償裝置運行。

14、在一種可能的實現(xiàn)方式中，該方法還包括：基于電壓控制外環(huán)和電流控制內環(huán)，控制送端交流側運行；

15、電壓控制外環(huán)的公式包括：

16、i*rd＝kg1(u*rd-urd)+kg2∫(u*rd-urd)dt

17、i*rq＝kg1(u*rq-urq)+kg2∫(u*rq-urq)dt

18、其中，urd為送端交流側電壓于d軸分量，urq送端交流側電壓于q軸分量，ird為交流側電流d軸分量，irq為交流側電流q軸分量，kg1為比例參數(shù)，kg2為積分參數(shù)。

19、電流控制內環(huán)的公式包括：

20、uurd＝kh1(i*rd-ird)+kh2∫(i*rd-ird)dt

21、uurq＝kh1(i*rq-irq)+kh2∫(i*rq-irq)dt

22、udifrd＝urd+irqωl-uurd

23、udifrq＝urq-irdωl-uurq

24、其中，uurd為控制器部分d軸中間值，uurq為控制器部分q軸中間值，udifrd為d軸下控制器輸出的換流器交流側電壓值，udifrq為q軸下控制器輸出的換流器交流側電壓值，kh1為比例參數(shù)，kh2為積分參數(shù)。

25、在一種可能的實現(xiàn)方式中，該方法還包括：新能源輸送系統(tǒng)中各節(jié)點間的功率公式為：

26、p＝uaubsinθ/xab

27、q＝ua(ua-ubcosθ)/xab

28、其中，q為a流向b點的無功功率，ua為a點電壓，ub為b點電壓，cosθ為電壓相角差，xab為兩點間阻抗值。

29、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種大規(guī)模風電柔直接入送受端交流故障暫態(tài)過壓抑制裝置，該裝置包括：通信模塊，用于獲取新能源輸送系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)包括直流線路、換流站交流側、受端交流側和送端交流側的電壓和電流，以及換流站的電容電壓；處理模塊，用于基于新能源輸送系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)，對整體運行狀態(tài)和局部故障進行分析，得到故障檢測結果，故障檢測結果包括是否發(fā)生故障和故障類型；若發(fā)生故障，故障類型為受端交流側故障，則在新能源輸送系統(tǒng)的直流側投入電流耗能裝置，降低新能源輸送系統(tǒng)中直流側輸送至交流側的有功功率；若發(fā)生故障，故障類型為送端交流側故障，則調整新能源輸送系統(tǒng)中無功補償裝置的工作參數(shù)，減少換流站注入交流側的無功功率。

30、在一種可能的實現(xiàn)方式中，處理模塊，具體用于降低受端交流側功率控制外環(huán)中的控制參數(shù)，控制參數(shù)包括比例參數(shù)、積分參數(shù)和參考有功值；基于降低后的功率控制外環(huán)中的控制參數(shù)，確定電流耗能裝置的投入功率；基于投入功率控制電流耗能裝置運行。

31、在一種可能的實現(xiàn)方式中，處理模塊，具體用于基于送端交流側的實時電壓值，確定送端交流側電壓控制外環(huán)的控制參數(shù)，控制參數(shù)包括比例參數(shù)、積分參數(shù)和參考電壓值；基于送端交流側電壓控制外環(huán)的控制參數(shù)，確定無功補償裝置的工作參數(shù)；基于無功補償裝置的工作參數(shù)控制無功補償裝置運行。

32、第三方面，本發(fā)明實施例提供了一種控制終端，該控制終端包括存儲器和處理器，該存儲器存儲有計算機程序，所述處理器用于調用并運行所述存儲器中存儲的計算機程序執(zhí)行如上述第一方面以及第一方面中任一種可能的實現(xiàn)方式所述方法的步驟。

33、第四方面，本發(fā)明實施例提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述第一方面以及第一方面中任一種可能的實現(xiàn)方式所述方法的步驟。

34、本發(fā)明提供一種大規(guī)模風電柔直接入送受端交流故障暫態(tài)過壓抑制方法，本發(fā)明通過檢測新能源輸送系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)，基于傳輸數(shù)據(jù)，對送端交流側和受端交流側兩種故障類型進行判斷，當確定發(fā)生受端交流側故障時，在新能源輸送系統(tǒng)的直流側投入電流耗能裝置，降低新能源輸送系統(tǒng)中直流側輸送至交流側的有功功率。當確定發(fā)生送端交流側故障時，調整新能源輸送系統(tǒng)中無功補償裝置的工作參數(shù)，減少換流站注入交流側的無功功率。如此風電經(jīng)柔直孤島系統(tǒng)面臨的交流電網(wǎng)短路故障情況下，降低新能源輸送系統(tǒng)中直流側輸送至交流側的有功功率，減少換流站注入交流側的無功功率，保證了受端功率穩(wěn)定，送端電壓穩(wěn)定，提高故障時新能源輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高故障處理的動態(tài)響應能力。