[发明专利]基于直流换相失败识别的送端电网双馈风机低穿控制方法

说明书

本发明公开了基于直流换相失败识别的送端电网双馈风机低穿控制方法，包括：检测双馈风电机组实时机端电压并计算LCC‑HVDC换相失败时的临界机端电压；若机端电压跌落至临界机端电压附近，双馈风电机组保持控制方式不变并等待LCC‑HVDC逆变站通信信号，根据LCC‑HVDC逆变站是否发生换相失败确定是否启动无功控制；若LCC‑HVDC逆变站未发生换相失败，双馈风电机组启动无功控制，否则始终保持稳态控制策略直至高电压穿越控制启动。该方法可使双馈风电机组控制系统自动区分LCC‑HVDC逆变站换相失败和送端电网故障并采用不同的控制方式，在最大限度地满足风电低穿标准的前提下，尽可能地缓解LCC‑HVDC逆变站换相失败下送端电网双馈风电机组机端电压的上升及其所导致的机组高压脱网问题。

技术领域

本发明涉及电力系统保护和控制领域，具体涉及一种基于直流换相失败识别的送端电网双馈风机低穿控制方法。

背景技术

化石能源的短缺和环保的压力促进了风电等新能源电源的发展。利用电网换相变流器的高压直流输电系统(Line Commutation Converter High Voltage DirectCurrent，LCC-HVDC)将风电输送至远距离的负荷中心是一种经济而高效的解决方案。由于LCC-HVDC采用半控型器件作为开关元件，在受端交流电网故障时其逆变站可能发生换相失败。换相失败发生后，整流站吸收的无功功率先增大后减小，从而导致送端交流母线电压和双馈风电机组的机端电压先降低后升高。

在送端电网交流故障时，双馈风电机组机端电压将持续跌落。根据风电并网导则规定，在电网电压下降时，风电机组应在75ms内提供大小为1.5(0.9-U_pcc)的动态无功电流，其中U_pcc为风电机组并网点电压标幺值。在LCC-HVDC换相失败时，同样将导致双馈风电机组机端电压跌落，跌落程度明显但持续时间较短，双馈风电机组若按照此时的电压跌落程度输出无功电流，则将加剧在后续机端电压升高阶段的过电压程度，可能造成大量双馈风电机组高压脱网。

现有双馈风电机组的故障穿越方法均以输出无功电流、支撑电网电压为目标，无法区分送端电网故障和LCC-HVDC换相失败引起的电压跌落，未考虑到输出无功电流对LCC-HVDC换相失败时机端电压升高阶段的不利影响，因此现有低电压穿越控制方法无法适用于LCC-HVDC换相失败的情况。

因此，如何实现LCC-HVDC中识别换相失败并采用合适的电压穿越控制方法成为送端电网中双馈风电机组亟需解决的问题。

发明内容

因此，本发明需要解决的问题是如何实现LCC-HVDC中识别换相失败并采用合适的电压穿越控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

基于直流换相失败识别的送端电网双馈风机低穿控制方法，包括如下步骤：

S101、实时采集双馈风电机组机端电压，当机端电压幅值U_D小于电网节点电压的最小允许值时，实施步骤S102；

S102、获取双馈风电机组机端电压跌落瞬间输出的有功功率、双馈风电机组机端电压跌落瞬间输出的无功功率、双馈风电机组与LCC-HVDC整流站交流母线之间的输电线电抗及双馈风电机组机端电压跌落瞬间LCC-HVDC整流站交流母线的电压幅值，并计算LCC-HVDC逆变站换相失败时的双馈风电机组机端临界电压U_Dc，实施步骤S103；

S103、若(1-K_c)U_Dc≤U_D≤(1+K_c)U_Dc，则执行步骤S104，否则，执行步骤S105，K_c为可靠系数；