本发明属于新能源发电，具体涉及一种基于风机撬棒与柔直系统耗能装置的故障穿越方法。
背景技术：
1、目前，海上风电场的建设逐渐由近距离、小容量向着深远海、大规模方向发展。传统的交流输电技术由于其技术成熟、设备造价低等优势，比较适用于容量较低，距离较短的近海风电场。然而当其面向深远海时，存在着线路成本高、无功损耗大，对风电场支撑能力较弱等问题。因此，一般当线路长度较长时，采用柔性高压直流输电技术是一种更加经济有效的输电方案。
2、针对陆上交流电网故障时柔性直流输电系统中的功率盈余问题，目前主流的解决方案是在直流母线上并联耗能装置。然而，对于大功率直流输电系统而言，耗能装置的容量需求很大，建设成本很高，还存在散热困难等问题，对系统的安全稳定运行与经济效益都造成了不利影响。
3、目前实际投入使用的全功率风电机组都配备了机组级容量的撬棒电路以应对电网故障。然而，当陆上交流电网发生故障时，由于海上换流站一般采用的控制目标是维持海上交流电网的频率与电压稳定，已经将故障的冲击隔离在直流侧，风电机组受到直接冲击较小，在故障过程中往往不会投入自身撬棒电路。实际上，如果在交流电网发生故障后的第一时间内，所有的风电机组都能够将自身的撬棒电路投入运行，就可以实现风电场整体输出功率的迅速减小，从而不会在柔性直流输电系统的直流母线产生大量盈余功率。然而，这种故障穿越策略的有效性建立在风机能够迅速感知到陆上交流电网故障的基础上，柔性直流输电系统故障穿越策略的动作时间需要在毫秒级的时间尺度内，仅依靠风机撬棒电路无法保证系统可靠故障穿越。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服已有柔直系统耗能装置设计方案成本较高，而仅依靠风机撬棒电路无法保证海上风电-柔直系统可靠故障穿越的问题，提供一种柔直系统及风电机组变流器的协同控制策略，利用风电机组自身的撬棒电路和柔直系统的耗能装置共同完成故障穿越运行，从而减小柔直系统耗能装置的容量，有效降低工程建设成本。
2、为了实现上述发明目的，本方法采取如下技术方案：
3、一种基于风机撬棒与柔直系统耗能装置的故障穿越方法，其特征在于：所述故障穿越方法利用风机撬棒电路与柔直系统耗能装置，通过受端mmc换流器、送端mmc换流器与风机协同控制，实现系统故障穿越运行，具体故障穿越步骤如下：
4、当受端交流电网发生故障时，受端交流电网电压降低，受端mmc换流器输出电流达到限幅值，受端mmc换流器输出功率受限，柔直系统直流母线电压升高；
5、当柔直系统直流母线电压超过第一电压参考值后，通过送端mmc换流器降低送端交流电压参考值ugdqref；
6、送端交流电网电压降低后，风机网侧变流器交流侧电压降低，风机网侧变流器输出电流达到限幅值，风机内部产生盈余功率；风机内部盈余功率导致风机直流母线电压升高，风机撬棒电路投入运行，消耗盈余功率，维持风机直流母线电压稳定；
7、当受端电网发生单相接地故障或两相接地故障时，柔直系统直流母线电压上升速度较慢，在故障穿越过程中不会升高至第二电压参考值，这种情况下，在风机撬棒电路与柔直系统耗能装置中，仅通过风机撬棒电路消耗盈余功率，就可以实现系统故障穿越；
8、当受端电网发生三相接地故障时，柔直系统直流母线电压上升速度较快，在故障穿越过程中会升高至第二电压参考值；当柔直系统直流母线电压超过第二电压参考值时，柔直系统耗能装置也投入运行，在故障穿越过程中保证柔直系统直流母线电压不会升高至系统保护阈值；
9、在受端交流电网故障排除后，受端mmc换流器输出功率能力恢复，柔直系统耗能装置退出运行；通过送端mmc换流器将送端交流电压参考值ugdqref调节为额定值；
10、送端交流电压调节为额定值后，风机网侧换流器输出功率能力恢复，通过风机网侧换流器调节直流母线电压至额定值，风机撬棒电路退出运行，故障穿越过程结束。
11、进一步地，实现所述控制方法的送端mmc控制系统包括：送端park变换模块、送端交流电压参考值计算模块、送端交流电压控制模块、送端正序电流控制模块、送端负序电流控制模块、送端差模电压计算模块、送端park反变换模块、送端内部环流控制模块、送端参考电压计算模块、调制模块；
12、所述送端交流电压参考值计算模块，根据柔直系统直流母线电压udc，调节交流电压参考值ugdqref，具体实现方式如下：
13、
14、ugqref＝0
15、其中，ugdref及ugqref为送端电压参考值ugdqref的d、q轴分量。
16、进一步地，实现所述控制方法的风机网侧换流器控制系统，采用直流母线电压和无功功率控制外环，电流控制内环双环跟网型控制策略。
17、本发明的有益效果是：
18、通过采用本发明的技术方案，能够利用风电机组自身的撬棒电路和柔直系统的耗能装置共同完成故障穿越运行，在保证系统可靠故障穿越的条件下，减小柔直系统耗能装置的容量，有效降低工程建设成本。
1.一种基于风机撬棒与柔直系统耗能装置的故障穿越方法，其特征在于：所述故障穿越方法利用风机撬棒电路与柔直系统耗能装置，通过受端mmc换流器、送端mmc换流器与风机协同控制，实现系统故障穿越运行，具体故障穿越步骤如下：
2.根据权利要求1所述的基于风机撬棒与柔直系统耗能装置的故障穿越方法，其特征在于：实现所述控制方法的送端mmc控制系统包括：送端park变换模块、送端交流电压参考值计算模块、送端交流电压控制模块、送端正序电流控制模块、送端负序电流控制模块、送端差模电压计算模块、送端park反变换模块、送端内部环流控制模块、送端参考电压计算模块、调制模块；
3.根据权利要求1所述的基于风机撬棒与柔直系统耗能装置的故障穿越方法，其特征在于：实现所述控制方法的风机网侧换流器控制系统，采用直流母线电压和无功功率控制外环，电流控制内环双环跟网型控制策略。
