[发明专利]一种海上风电场参与调频的无通讯控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种海上风电场参与调频的无通讯控制方法及系统，属于电力系统控制领域，本发明通过采集海上换流站直流电压、直流电流信号，结合直流线路的电阻值和电抗值，对陆上直流电压进行估计；并基于陆上直流电压估计值，分别计算海上风电场进行下垂响应和惯性响应产生的增发功率；分配增发功率，从而调节陆上交流系统的频率。由于陆上直流电压和陆上交流系统频率通过下垂控制耦合，海上换流站估计出陆上直流电压后，相当于间接估计出了陆上交流系统频率变化情况，从而，实现海上风电场无通讯响应陆上交流系统频率变化并提供频率支撑，降低通讯成本，同时减少现有无通讯控制方法在频率调节动态过程中，海上直流电压的变化对调频效果的影响。

技术领域

本发明属于电力系统控制领域，更具体地，涉及一种海上风电场参与调频的无通讯控制方法及系统。

背景技术

近年来，基于多端柔性直流(voltage source converter-based multi-terminaldirect current，VSC-MTDC)输电系统并网的海上风电场逐渐受到国内外学者的广泛关注，由于柔性直流输电系统将海上风电场和陆上风电场解耦，在陆上交流系统发生频率变化时海上风电场不能直接响应提供支撑功率，随着海上风电场容量的不断增加，陆上交流系统迫切需要海上风电场提供辅助频率支撑，从而在发生负荷扰动的时候能够实现快速频率响应，避免发展成为严重的故障。

在现有控制方法中，一般采用特定的通信线路将陆上交流系统的频率传递至海上风电场，工程造价较高，与此同时，由于海上风电场距陆上换流站距离较远，即使采用专用的通信线路也不可避免的会有通讯延迟的现象出现；而海上风电场对陆上交流系统的惯性支撑需要在数秒内完成，过长的通讯延迟将会直接影响到海上风电场参与系统频率调节的效果。因此需要提出海上风电场无通讯参与陆上频率调节的控制策略。

然而，现有研究中对于海上风电场无通讯参与陆上频率调节的相关控制策略中，都是将陆上交流系统的频率变化转换成直流电压的变化后，海上风电场通过响应海上直流电压的变化改变功率参与调频，这种无通讯调频控制策略存在一定缺陷：当海上风电场响应海上直流电压的变化改变功率后，将会导致海上直流电压发生变化，影响海上风电场频率响应过程。因此，在频率调节动态过程中，海上换流站的直流电压并不能准确反映陆上交流系统频率变化，从而影响海上风电场频率调节效果。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种海上风电场参与调频的无通讯控制方法及系统，目的是使经多端柔性直流并网的海上风电场能够无通讯参与系统调频控制，解决通讯延迟对海上风电场参与调频效果的影响，同时减少现有无通讯控制方法在频率调节动态过程中，海上直流电压的变化对调频效果的影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种海上风电场参与调频的无通讯控制方法，包括：

S1：当陆上交流系统的频率变化量超过频率变化阈值时，通过下垂控制将所述频率变化量转化成陆上换流站直流电压变化量，并通过直流线路将所述直流电压变化量传递给海上换流站以改变海上换流站直流电压；

S2：采集海上换流站直流电压、直流电流信号，结合所述直流线路的电阻值和电抗值，对陆上直流电压进行估计；

S3：基于S2中陆上直流电压估计值，分别计算海上风电场进行下垂响应和惯性响应产生的增发功率；

S4：对所述海上风电场进行下垂响应和惯性响应产生的增发功率进行分配，以调节陆上交流系统的频率。

进一步地，步骤S1中，所述下垂控制中频率-电压下垂控制系数为：