光伏经柔性直流送出系统的控制方法、装置和系统与流程

专利2025-06-15  33


本技术涉及新能源直流送出工程,具体而言,涉及一种光伏经柔性直流送出系统的控制方法、装置和系统。


背景技术:

1、现有的新能源直流送出工程,主要是将接入送端交流电网新能源与常规的火电捆绑后再通过直流系统进行传输。当送端系统遭遇严重的交流故障时,系统的电压仍将由火电等常规电源进行支撑,新能源发出的盈余功率仍可通过当地交流电网消纳。因此,对于采用风火打捆的传统的新能源直流送出系统而言,在交流系统故障及其后续恢复阶段,送端电网的暂态电压问题并不严重。

2、然而,在新能源通过光伏经柔性直流送出系统中,送端电网交流电压完全由柔性直流构建,且新能源发出的功率只能通过送端柔性直流换流站送出。当光伏经柔性直流送出系统的送端电网遭遇严重的交流故障时,光伏经柔性直流送出系统将失去电压支撑,并出现大量的功率盈余,这不仅会不仅影响光伏有效消纳,还会严重影响系统的暂态电压特性,威胁系统安全稳定运行。


技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种光伏经柔性直流送出系统的控制方法、装置和系统,以至少解决当光伏经柔性直流送出系统的送端电网遭遇严重的交流故障时,光伏经柔性直流送出系统将失去电压支撑,从而使得光伏经柔性直流送出系统无法安全稳定运行的问题。

2、为了实现上述目的,根据本技术的一个方面,提供了一种光伏经柔性直流送出系统的控制方法,该方法包括:

3、至少根据光伏并网点交流电压和光伏直流电压的大小,确定光伏经柔性直流送出系统是否出现送端交流故障;

4、在确定所述光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障的情况下,采用所述光伏经柔性直流送出系统的送端柔直换流站将所述送端柔直换流站的d轴电压指令值调节为参考电压,同时采用所述光伏经柔性直流送出系统的光伏场站保持外环积分控制的输出不变,同时将所述光伏场站的有功电流指令值调节为预设有功电流,同时将所述光伏场站的无功电流指令值调节为预设无功电流,所述外环积分控制的输出为所述光伏场站在所述光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障之前的变量的稳态值;

5、在确定所述光伏经柔性直流送出系统的所述送端交流故障已被清除的情况下,采用所述送端柔直换流站以第一预设速率提高所述d轴电压指令值,直到所述d轴电压指令值至1p.u.,同时采用所述光伏场站以第一预设速率提高所述有功电流指令值,直到所述有功电流指令值恢复至所述送端交流故障之前的大小。

6、可选地,在采用所述光伏经柔性直流送出系统的送端柔直换流站将所述送端柔直换流站的d轴电压指令值调节为参考电压之前,所述方法还包括:

7、确定所述参考电压为与所述送端柔直换流站的交流母线电压有效值的标幺值的最小值对应的预设电压。

8、可选地,确定所述参考电压为与所述送端柔直换流站的交流母线电压有效值的标幺值的最小值对应的预设电压,包括:

9、根据确定所述参考电压,

10、其中,ua为所述参考电压,upms_min为所述送端柔直换流站的所述交流母线电压有效值的标幺值的最小值。

11、可选地,在将所述光伏场站的无功电流指令值调节为预设无功电流之前,所述方法还包括:

12、根据确定所述预设无功电流,

13、其中,为所述预设无功电流,in_pv为所述光伏场站的额定电流,upcc为所述光伏并网点交流电压,a为预设常数。

14、可选地,在将所述光伏场站的有功电流指令值调节为预设有功电流之前,所述方法还包括:

15、根据确定所述预设有功电流,

16、其中,为所述预设有功电流,ivmax为所述光伏场站的最大电流,为所述预设无功电流,为所述光伏场站在所述送端交流故障期间的光伏附加控制的电流指令值。

17、可选地,所述方法还包括:

18、根据确定所述光伏场站在所述送端交流故障期间的所述光伏附加控制的电流指令值,

19、其中,为所述光伏场站在所述送端交流故障期间的所述光伏附加控制的电流指令值,为所述光伏场站在所述送端交流故障之前的所述光伏附加控制的电流指令值,upcc为所述光伏并网点交流电压,vdc为所述光伏直流电压,vdcn为光伏直流电压的额定值。

20、可选地,至少根据光伏并网点交流电压和光伏直流电压的大小,确定光伏经柔性直流送出系统是否出现送端交流故障,包括:

21、在已满足第一预设条件的持续时间超过20ms的情况下,确定光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障,所述第一预设条件表征所述光伏并网点交流电压小于0.9p.u.,且所述光伏直流电压大于1.05倍的光伏直流电压额定值;

22、在已满足第一预设条件的持续时间未超过20ms的情况下,确定光伏经柔性直流送出系统未出现所述送端交流故障。

23、可选地,在确定所述光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障的情况下,所述方法还包括:

24、在所述送端柔直换流站的交流母线电压的标幺值大于或者等于0.9p.u.,且所述交流母线电压的标幺值大于或者等于0.9p.u.的持续时间超过20ms的情况下,确定所述光伏经柔性直流送出系统的所述送端交流故障已被清除。

25、根据本技术的另一方面,提供了一种光伏经柔性直流送出系统的控制装置,该装置包括:

26、确定单元,用于至少根据光伏并网点交流电压和光伏直流电压的大小,确定光伏经柔性直流送出系统是否出现送端交流故障;

27、第一处理单元,用于在确定所述光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障的情况下,采用所述光伏经柔性直流送出系统的送端柔直换流站将所述送端柔直换流站的d轴电压指令值调节为参考电压,同时采用所述光伏经柔性直流送出系统的光伏场站保持外环积分控制的输出不变,同时将所述光伏场站的有功电流指令值调节为预设有功电流,同时将所述光伏场站的无功电流指令值调节为预设无功电流,所述外环积分控制的输出为所述光伏场站在所述光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障之前的变量的稳态值;

28、第二处理单元,用于在确定所述光伏经柔性直流送出系统的所述送端交流故障已被清除的情况下,采用所述送端柔直换流站以第一预设速率提高所述d轴电压指令值,直到所述d轴电压指令值至1p.u.,同时采用所述光伏场站以第一预设速率提高所述有功电流指令值,直到所述有功电流指令值恢复至所述送端交流故障之前的大小。

29、根据本技术的另一方面,提供了一种光伏经柔性直流送出系统的控制系统,该系统包括:一个或多个处理器,存储器,以及一个或多个程序,其中,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

30、应用本技术的技术方案,通过在确定所述光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障的情况下,采用所述光伏经柔性直流送出系统的送端柔直换流站将所述送端柔直换流站的d轴电压指令值调节为参考电压,同时采用所述光伏经柔性直流送出系统的光伏场站保持外环积分控制的输出不变,同时将所述光伏场站的有功电流指令值调节为预设有功电流,同时将所述光伏场站的无功电流指令值调节为预设无功电流,从而使得光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障的情况下送端柔直换流站和光伏场站依旧正常工作,同时在确定所述光伏经柔性直流送出系统的所述送端交流故障已被清除的情况下,采用所述送端柔直换流站以第一预设速率提高所述d轴电压指令值,直到所述d轴电压指令值至1p.u.,同时采用所述光伏场站以第一预设速率提高所述有功电流指令值,直到所述有功电流指令值恢复至所述送端交流故障之前的大小,从而实现了在确定所述光伏经柔性直流送出系统的所述送端交流故障已被清除之后恢复系统的目的,进而解决了当光伏经柔性直流送出系统的送端电网遭遇严重的交流故障时,光伏经柔性直流送出系统将失去电压支撑,从而使得光伏经柔性直流送出系统无法安全稳定运行的问题。


技术特征:

1.一种光伏经柔性直流送出系统的控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在采用所述光伏经柔性直流送出系统的送端柔直换流站将所述送端柔直换流站的d轴电压指令值调节为参考电压之前,所述方法还包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,确定所述参考电压为与所述送端柔直换流站的交流母线电压有效值的标幺值的最小值对应的预设电压,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述光伏场站的无功电流指令值调节为预设无功电流之前,所述方法还包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述光伏场站的有功电流指令值调节为预设有功电流之前,所述方法还包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,至少根据光伏并网点交流电压和光伏直流电压的大小,确定光伏经柔性直流送出系统是否出现送端交流故障,包括:

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,在确定所述光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障的情况下,所述方法还包括:

9.一种光伏经柔性直流送出系统的控制装置,其特征在于,包括:

10.一种光伏经柔性直流送出系统的控制系统,其特征在于,包括:一个或多个处理器,存储器,以及一个或多个程序,其中,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至8中任意一项所述的方法。


技术总结
本申请提供了一种光伏经柔性直流送出系统的控制方法、装置和系统,该方法通过在确定所述光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障的情况下,使得光伏经柔性直流送出系统出现所述送端交流故障的情况下送端柔直换流站和光伏场站依旧正常工作,同时在确定所述光伏经柔性直流送出系统的所述送端交流故障已被清除之后恢复系统,进而解决了当光伏经柔性直流送出系统的送端电网遭遇严重的交流故障时,光伏经柔性直流送出系统将失去电压支撑,从而使得光伏经柔性直流送出系统无法安全稳定运行的问题。

技术研发人员:唐王倩云,李岩,刘文韬,周保荣,张野,黄莹,王国腾
受保护的技术使用者:南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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