一种风电柔性直流送出系统故障穿越控制方法和系统与流程

技术特征：
1.一种风电柔性直流送出系统故障穿越控制方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：计算矩阵式自调控卸荷电路需投入的子模块数和矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数，并投入相应数量的子模块和卸荷支路，当风电场收到减载指令时，转至步骤2，当受端交流电网故障清除时，转至步骤3；步骤2：对风电场进行减载控制，并基于当前的直流线路两端功率差额和预先设定的风电场功率减载量，调整矩阵式自调控卸荷电路投入运行的卸荷支路数，当风电场完成减载控制时，转至步骤1；步骤3：控制风电场退出减载控制，并控制矩阵式自调控卸荷电路退出运行；其中，所述矩阵式自调控卸荷电路以负载的形式并联在直流母线上；所述矩阵式自调控卸荷电路由多条卸荷支路并联组成，且每条卸荷支路中包含多个串联的子模块。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算矩阵式自调控卸荷电路需投入的子模块数和矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数，包括：基于当前的直流线路电压值和故障期间直流线路电压的控制目标值，采用比例分配方法计算矩阵式自调控卸荷电路需投入的子模块数；考虑当前的直流线路两端功率差额和每条卸荷支路可消耗的功率，确定矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矩阵式自调控卸荷电路需投入的子模块数的计算式如下：式中，n为每条卸荷支路中串联的子模块数，u
dc_max
为故障期间直流线路电压的控制目标值，u
dc
为当前的直流线路电压值，n
s
为此时矩阵式自调控卸荷电路中卸荷支路需投入的子模块数。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数的计算式如下：式中，δp为当前的直流线路两端功率差额，p
zs
为每条卸荷支路可消耗的功率，其中，所述每条卸荷支路可消耗的功率的计算式如下：式中，n
s
为此时矩阵式自调控卸荷电路中卸荷支路需投入的子模块数，u
dc
为当前的直流线路电压值，r
i
为矩阵式自调控卸荷电路中子模块的耗能电阻的阻值，m
s
为此时矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于当前的直流线路两端功率差额和预先设定的风电场功率减载量，调整矩阵式自调控卸荷电路投入运行的卸荷支路数，包括：获取单个卸荷支路在启动阈值电压下的过功率值；
将当前的直流线路两端功率差额与预先设定的风电场功率减载量之间的差值作为当前矩阵式自调控卸荷电路需要消耗的功率差额；将当前矩阵式自调控卸荷电路需要消耗的功率差额与单个卸荷支路在启动阈值电压下的过功率值的比值作为此时矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数；按照所述卸荷支路数调整矩阵式自调控卸荷电路投入运行的卸荷支路数。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前的直流线路两端功率差额等于当前的送端换流站输入到直流线路的有功功率与当前的网侧换流站输送到受端电网的有功功率之间的差值。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每条卸荷支路中串联的子模块数的计算式如下：式中，n为每条卸荷支路中串联的子模块数，u
sm
为子模块额定工作电压，u
dc_max
为故障期间直流线路电压的控制目标值。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矩阵式自调控卸荷电路中并联的卸荷支路数的计算式如下：式中，m为矩阵式自调控卸荷电路中并联的卸荷支路数，δp
dc
为电压跌落为0时需要消除的最大不平衡有功功率，u
dc_max
为故障期间直流线路电压的控制目标值，n为每条卸荷支路中串联的子模块数，r
i
为矩阵式自调控卸荷电路中子模块的耗能电阻的阻值。9.一种风电柔性直流送出系统故障穿越控制系统，其特征在于，所述系统包括：第一控制模块，用于计算矩阵式自调控卸荷电路需投入的子模块数和矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数，并投入相应数量的子模块和卸荷支路，当风电场收到减载指令时，转至第二控制模块，当受端交流电网故障清除时，转至第三控制模块；第二控制模块，用于对风电场进行减载控制，并基于当前的直流线路两端功率差额和预先设定的风电场功率减载量，调整矩阵式自调控卸荷电路投入运行的卸荷支路数，当风电场完成减载控制时，转至第一控制模块；第三控制模块，用于控制风电场退出减载控制，并控制矩阵式自调控卸荷电路退出运行；其中，所述矩阵式自调控卸荷电路以负载的形式并联在直流母线上；所述矩阵式自调控卸荷电路由多条卸荷支路并联组成，且每条卸荷支路中包含多个串联的子模块。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一控制模块包括：用于计算矩阵式自调控卸荷电路需投入的子模块数和矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数的计算单元，所述计算单元，包括：子模块数确定子单元：用于基于当前的直流线路电压值和故障期间直流线路电压的控制目标值，采用比例分配方法计算矩阵式自调控卸荷电路需投入的子模块数；
卸荷支路数确定子单元：用于考虑当前的直流线路两端功率差额和每条卸荷支路可消耗的功率，确定矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数。

技术总结
本发明涉及一种风电柔性直流送出系统故障穿越控制方法和系统，包括：步骤1：计算矩阵式自调控卸荷电路需投入的子模块数和矩阵式自调控卸荷电路需投入的卸荷支路数，并投入相应数量的子模块和卸荷支路，当风电场收到减载指令时，转至步骤2，当受端交流电网故障清除时，转至步骤3；步骤2：对风电场进行减载控制，并基于当前的直流线路两端功率差额和预先设定的风电场功率减载量，调整矩阵式自调控卸荷电路投入运行的卸荷支路数，当风电场完成减载控制时，转至步骤1；步骤3：控制风电场退出减载控制，并控制矩阵式自调控卸荷电路退出运行；本发明提供的技术方案快速可靠的实现了故障穿越，同时也尽可能的降低了成本。同时也尽可能的降低了成本。同时也尽可能的降低了成本。


技术研发人员：迟永宁 李琰 刘宏志 樊肖杰
受保护的技术使用者：国家电网有限公司 国网上海市电力公司
技术研发日：2021.04.22
技术公布日：2022/10/24