CN108233409A - 一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及*** - Google Patents
一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN108233409A CN108233409A CN201711389634.0A CN201711389634A CN108233409A CN 108233409 A CN108233409 A CN 108233409A CN 201711389634 A CN201711389634 A CN 201711389634A CN 108233409 A CN108233409 A CN 108233409A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- direct current
- power
- flexible direct
- failure
- new energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 79
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000005404 monopole Effects 0.000 claims description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H02J3/386—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及***,包括:当柔性直流电网发生故障时:柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号;所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制;当柔性直流电网故障清除后:述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号;所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机;所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,完成故障穿越。本发明的技术方案实现功率的快速控制,故障恢复后将根据精细化控制要求启动保护切除富余的风电,完成穿越。
Description
技术领域
本发明涉及孤岛送出的新能源故障穿越控制的技术领域,具体涉及一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及***。
背景技术
传统的大规模风电远距离输送,不管采用的是传统的LCC型直流还是交流,都需要送端有强大的同步电源支撑,有时还甚至需要在受端提供支撑。而且随着国家能源战略转型,难度在于发展风电的同时,配以传统同步电源的开发。针对ms级的控制风电机组,孤岛接入柔直电网难以及时响应相关的控制要求,尤其是直流电网发生故障切除部分直流线路后,需要迅速限制注入柔直***的风电功率,现有的风电机组功率控制和保护切机方案都难以满足6-8ms功率精确降低控制的要求。此外,采用在柔性直流换流站交流侧母线安装耗能装置控制注入换流站的有功功率,会造成故障期间风电功率的损失,影响风电消纳。
为此,基于采用柔直电网外送将成为研究的热点和可选的开发方案之一的状况下。针对柔直电网发生故障后,如何确保孤岛接入的风电机组实现故障穿越,本发明提出了一种基于柔性直流换流站与机端超级电容储能设备协调的方法。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足,本发明提供一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及***。
本发明提供的技术方案是:
一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,包括:
当柔性直流电网发生故障时:
柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号;
所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制;
当柔性直流电网故障清除后:
所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号;
所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机;
所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,完成故障穿越。
优选地,所述故障类型,包括单极故障和双极故障;
所述单极故障,包括:单极换流站直流母线电压跌落;
所述双极故障,包括:双极换流站直流母线电压均跌落。
优选地,所述柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号,包括:
当所述柔性直流换流站检测到单极故障时,所述柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号,所述有功功率控制信号包括:风电总出力上限值为柔性直流电网输送能力的一半;
当所述柔性直流换流站检测到双极故障时,所述柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号,所述有功功率控制信号包括:风电总出力上限值为0。
优选地,所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制,包括:
所述储能设备根据检测到故障类型判断柔性直流电网的输送能力,结合风电机组台数,确定不同故障类型下风电机组的出力上限值,并按下式计算吸收的有功功率:
式中,Pse:储能设备应当吸收的有功功率值;P0:故障前风电机组实际出力值;Plim:根据柔性直流电网容量、风电机组台数计算得到的不同故障情况下风电机组的出力上限值。
优选地,所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号,包括:
所述柔性直流电网单极故障清除后,故障极恢复运行或故障极无法恢复运行;
所述柔性直流电网双极故障清除后,双极均恢复运行、单极恢复运行或双极均无法恢复运行。
优选地,所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机,包括:
故障极恢复运行时,保持故障前风电出力;;
故障极无法恢复运行时,判断切除风电机组台数。
优选地,所述故障极无法恢复运行时,判断切除风电机组台数,包括:
单极故障时,故障极无法恢复运行,判断切除风电机组台数;
双极故障时,根据单极恢复运行或双极均无法恢复运行,判断切除风电机组台数。
优选地,单极故障时,故障极无法恢复运行,判断切除风电机组台数,包括:
当故障前风电出力低于或等于柔性直流电网额定输送能力一半,新能源电站不用切除风电机组;
当故障前风电出力高于柔性直流电网额定输送能力一半,新能源电站切除相应的风电机组。
优选地,双极故障时,根据单极恢复运行或双极均无法恢复运行,判断切除风电机组台数包括:
单极恢复运行,包括当故障前风电出力低于或等于柔性直流电网额定输送能力的一半,风电场不需要切除风电机组;当故障前风电出力大于柔性直流电网额定输送能力的一半,新能源电站切除相应的风电机组台数;
双极均无法恢复运行,包括新能源电站风电总出力上限为0,新能源电站需要切除所有风电机组。
优选地,所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,按下式计算故障后允许储能设备发出的有功功率值:
式中,Pseo:故障后允许储能设备发出的有功功率值;P0a:故障后风电机组实际出力值;Plima:根据故障后柔性直流电网输送能力、故障后并网运行风电机组台数计算得到的风电机组出力上限值;∑P0a:故障后风电总出力;PDClim:故障后柔性直流电网输送能力。
本发明的另一目的在于提出一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制***,包括:故障检测模块、故障应对模块、恢复控制模块、切除应对模块和故障穿越模块;
所述故障检测模块,用于当柔性直流电网发生故障时:
柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号;
所述故障应对模块,用于所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制;
所述恢复控制模块,用于当柔性直流电网故障清除后:
所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号;
所述切除应对模块,用于所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机;
所述故障穿越模块,用于所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,完成故障穿越。
优选地,所述故障检测模块,包括:检测子模块、发送子模块;
所述检测子模块,用于柔性直流换流站检测所述故障类型;
所述发送子模块,用于根据所述故障类型向储能设备发送有功功率控制信号。
优选地,所述故障应对模块,包括:吸收子模块;
所述吸收子模块,用于所述储能设备根据检测到故障类型判断柔性直流电网的输送能力,结合风电机组台数,确定不同故障类型下风电机组的出力上限值,并确定吸收的有功功率。
优选地,所述恢复控制模块,包括:识别子模块,
所述识别子模块,用于识别柔性直流电网故障清除后,故障极的恢复情况。
与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有以下有益效果:
本发明的提出的技术方案通过柔性直流电网发生故障需要限制注入的功率时,发出有功功率控制信号,由配置在风电机组机端的超级电容启动功率存储,实现功率的快速调节,故障恢复后将根据柔性直流电网输送能力限制要求,判断是否需要切除部分风电机组,保证风电出力不超过柔性直流电网的输送能力,并在柔性直流电网不过载运行前提下适时发出储能设备中存储的有功功率,从而完成故障穿越。
本发明的提出的技术方案的风电经过交流汇集不与主网连接,直接通过交直变换接入柔性直流电网,针对故障后风电不能及时跟踪柔性直流电网输送能力变化调整有功功率输出,将有可能导致注入柔性直流电网的功率过剩从而导致柔性直流电网过载而退出运行的风险。
附图说明
图1为本发明的基于柔性直流换流站与机端超级电容储能设备协调的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法流程;
图2为本发明的机端配置了超级电容的风电接入柔性直流电网示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
风电经过交流汇集不与主网连接,直接通过交直变换接入柔直电网,该方式是不需要同步电源支撑,增加了风电并网的灵活性,但是也存在柔直ms级控制和风电之间控制协调问题,当风电不能及时反应功率的变化,将有可能导致注入直流电网的功率过剩从而导致整个换流站闭锁退出。采用在柔性直流换流站交流侧母线安装耗能装置控制注入换流站的有功功率,会造成故障期间风电功率的损失,影响风电消纳。
针对柔直电网发生故障,需要在ms级内控制注入换流站的功率,而风电机组难以及时响应的问题,在尽量减少故障引起风电功率损失的前提下,提出了一种基于柔性直流换流站与机端超级电容储能设备协调的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,即直流电网发生故障需要限制注入的功率时,发出控制信号,由配置在风电机组机端的超级电容启动功率存储,实现功率的快速控制,降低注入柔性直流换流站的有功功率,避免柔性直流电网过载运行,则根据柔性直流换流站的恢复情况,判断柔性直流电网的输送能力,确定是否需要切除富余风电,以确保风电功率不超过柔性直流电网的输送能力,从而实现整个穿越。
机端配置了超级电容的风电接入柔性直流电网示意图如图2所示。
超级电容是通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源,主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样,都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板,在极板上加电,正极板吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,实际上形成两个容性存储层,被分离开的正离子在负极板附近,负离子在正极板附近。超级电容器在分离出的电荷中存储能量,用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集,其电容量越大。传统电容器的面积是导体的平板面积,为了获得较大的容量,导体材料卷制得很长,有时用特殊的组织结构来增加它的表面积。传统电容器是用绝缘材料分离它的两极板,一般为塑料薄膜、纸等,这些材料通常要求尽可能的薄。超级电容器的面积是基于多孔炭材料,该材料的多孔结构允许其面积达到2000m2/g,通过一些措施可实现更大的表面积。超级电容器电荷分离开的距离是由被吸引到带电电极的电解质离子尺寸决定的。该距离和传统电容器薄膜材料所能实现的距离更小。庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器较传统电容器而言有惊人大的静电容量,这也是其“超级”所在。
本发明提出的一种基于柔性直流换流站与机端超级电容储能设备协调的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,流程如图1所示。
一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,包括:
当柔性直流电网发生故障时:
柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号;
所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制;
当柔性直流电网故障清除后:
所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号;
所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机;
所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,完成故障穿越。
具体的,
I、柔性直流电网发生故障后,柔性直流换流站感受到直流电压跌落,柔性直流换流站向储能设备发出控制信号;
II、故障期间,储能设备根据控制信号进行功率控制;
III、柔性直流电网保护元件动作清除故障,柔性直流电网恢复运行后,柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况,向新能源电站发送有功控制信号;
IV、储能设备参与新能源电站的有功功率控制***,考虑新能源电站实际出力水平,在不超过柔性直流电网输送能力的前提下,储能设备释放有功功率,完成穿越。
进一步的,所述步骤I中:
当柔性直流电网发生故障后,柔性直流电网直流电压会发生跌落,此时柔性直流换流站感受到直流电压跌落,判断故障情况,并通过通信***,向储能设备发送有功功率控制信号。
具体为,当柔性直流电网发生故障时,根据检测到的双极换流站直流母线电压,判断故障情况,当单极换流站直流母线电压跌落时,确认故障情况为单极故障,另一极可以正常运行,柔性直流电网的输送能力降为原来的一半,此时柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号:风电总出力上限值为柔性直流电网输送能力的一半;当双极换流站直流母线电压均跌落时,确认故障情况为双极故障,柔性直流电网的输送能力降为0,此时柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号:风电总出力上限值为0。
进一步的,所述步骤II中:
根据故障情况判断故障期间柔性直流电网的输送能力,并结合风电机组台数,确定不同故障情况下风电机组的出力上限值。如正常运行时柔性直流电网输送能力为1000MW,接入500台2MW风电机组,当单极故障,另一极正常运行时柔性直流电网输送能力就为500MW,此时风电机组出力上限就为1MW;当双极故障时,柔性直流电网输送能力就为0,此时风电机组出力上限就为0。储能设备接收到有功功率控制信号后,启动设备的有功控制***,根据故障前实时监测到的风电出力值,进行有功功率控制,保证风电出力不超过故障期间柔性直流电网的输送能力。储能设备的有功功率控制表达式如下所示。
式中,Pse:储能设备应当吸收的有功功率值;P0:故障前风电机组实际出力值;Plim:根据柔性直流电网容量、风电机组台数计算得到的不同故障情况下风电机组的出力上限值。
具体为,当柔性直流电网发生单极故障时,储能设备接收到风电出力上限值为柔性直流电网输送能力的一半的有功功率控制信后,并结合单极故障时风电机组的出力上限值,计算储能设备应当吸收的有功功率,当故障前风电机组出力低于风电机组出力上限值时,储能设备不动作,即吸收的有功功率为0;当故障前风电机组出力高于风电机组出力上限值时,储能设备动作,吸收有功功率,吸收的功率值为故障前风电机组出力与故障期间风电机组出力限值的差值。
进一步的,所述步骤III中:
当柔性直流电网保护元件动作清除故障后,柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况,判断故障后柔性直流电网的输送能力,进而向新能源电站的发送有功功率控制信号,新能源电站基于故障前实时监测到的风电出力,结合有功功率控制信号,判断是否需要切除部分风电机组,以保证风电出力上限不超过故障后柔性直流电网的输送能力。
具体为,当柔性直流电网发生单极故障并清除故障后,若故障极恢复运行,柔性直流电网输送能力恢复到额定水平,柔性直流换流站向新能源电站发送有功功率控制信号,新能源电站风电总出力上限值为柔性直流电网额定输送能力,新能源电站不用调整有功功率输出,保持故障前出力水平即可;当柔性直流电网发生单极故障并清除故障后,若故障极无法恢复而退出运行,柔性直流电网输送能力降为到柔性直流电网额定输送能力的一半,柔性直流换流站向新能源电站发送有功功率控制信号,新能源电站风电总出力上限值降为柔性直流电网额定输送能力的一半,新能源电站基于故障前实时监测到的风电出力,结合有功功率控制信号,判断需要切除风电机组的台数,当故障前风电出力低于等于柔性直流电网额定输送能力的一半时,新能源电站不用切除风电机组,当故障前风电出力大于柔性直流电网额定输送能力的一半时,新能源电站计算需要切除的风电机组台数,并强制切除相应台数的风电机组,以保证风电出力不超过柔性直流电网额定输送能力的一半。
当柔性直流电网发生双极故障并清除故障后,若双极均恢复运行,柔性直流电网输送能力恢复到额定水平,柔性直流换流站向新能源电站发送有功功率控制信号,新能源电站风电总出力上限值为柔性直流电网额定输送能力,新能源电站不用调整有功功率输出,保持故障前出力水平即可;当柔性直流电网发生双极故障并清除故障后,若单极恢复运行,另一极无法恢复而退出运行,柔性直流电网输送能力降为到柔性直流电网额定输送能力的一半,柔性直流换流站向新能源电站发送有功功率控制信号,新能源电站风电总出力上限值降为柔性直流电网额定输送能力的一半,新能源电站基于故障前实时监测到的风电出力,结合有功功率控制信号,判断需要切除风电机组的台数,当故障前风电出力低于等于柔性直流电网额定输送能力的一半时,新能源电站不用切除风电机组,当故障前风电出力大于柔性直流电网额定输送能力的一半时,新能源电站计算需要切除的风电机组台数,并强制切除相应台数的风电机组,以保证风电出力不超过柔性直流电网额定输送能力的一半;当柔性直流电网发生双极故障并清除故障后,若双极均无法恢复而退出运行,柔性直流换流站向新能源电站发送有功功率控制信号,新能源电站风电总出力上限值为0,新能源电站需要切除全部风电机组。
进一步的,所述步骤IV中:
待新能源电站完成有功功率控制后,储能设备根据故障后柔性直流电网的输送能力和新能源电站的出力水平,以新能源出力与储能设备发出的有功功率之和不超过柔性直流电网输送能力为约束,判断储能设备能够发出的有功功率限值,并结合储能设备中存储的有功功率,适时发出储能设备中存储的有功功率,直至储能设备将存储的有功功率全部发出,恢复到空载状态,为下次故障穿越做好准备。
具体为,根据故障后柔性直流电网的输送能力,并结合故障后并网运行的风电机组台数,确定故障后风电机组的出力上限值。储能设备基于风电机组出力上限和实时监测到的风电机组实际出力值,判断能够发出的有功功率限值。如柔性直流电网输送能力为1000MW,接入500台2MW风电机组,每台风电机组出力为0.8MW,故障前新能源电站总出力为400MW时,当单极故障且清除故障后并未恢复运行,而另一极正常运行时,故障后柔性直流电网输送能力就为500MW,故障清除后新能源总出力未超过柔性直流电网输送能力,不需切除风电机组,则并网运行风机台数为500台,此时风电机组出力上限就为1MW,而此时储能设备的有功功率输出上限就为0.2MW;若故障前风电出力为600MW,并网运行风电机组台数为500台,每台风电机组出力为1.2MW,单极故障且清除故障后并未恢复运行,而另一极正常运行时,故障后柔性直流电网输送能力就为500MW,故障清除后新能源总出力超过柔性直流电网输送能力,因此新能源电站需切除100MW风电机组出力,考虑每台风电机组出力为1.2MW,折合风电机组台数为83.3,则需要切除风电机组台数为84,则故障后并网运行风机台数为416台,此时风电机组出力上限就为1.2MW,而每台风电机组的实际出力就是1.2MW,则储能设备不能发出有功功率。
储能设备发出的有功功率控制表达式以及约束条件如下所示。
式中,Pseo:故障后允许储能设备发出的有功功率值;P0a:故障后风电机组实际出力值;Plima:根据故障后柔性直流电网输送能力、故障后并网运行风电机组台数计算得到的风电机组出力上限值;∑P0a:故障后风电总出力;PDClim:故障后柔性直流电网输送能力。
在新能源电站出力与储能设备有功输出之和不超过柔性直流电网的输送能力前提下,储能设备根据计算得到的有功功率输出限值,发出有功功率,直至储能设备将存储的有功功率全部发出,恢复到空载状态,为下次故障穿越做好准备。
本发明的另一目的在于提出一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制***,包括:故障检测模块、故障应对模块、恢复控制模块、切除应对模块和故障穿越模块;
下面对上述五个模块作进一步解释说明:
故障检测模块,用于当柔性直流电网发生故障时:
柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号;
故障应对模块,用于所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制;
恢复控制模块,用于当柔性直流电网故障清除后:
柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号;
切除应对模块,用于所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机;
故障穿越模块,用于所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,完成故障穿越。
故障检测模块,包括:检测子模块、发送子模块;
检测子模块,用于柔性直流换流站检测所述故障类型;
发送子模块,用于根据所述故障类型向储能设备发送有功功率控制信号。
故障应对模块,包括:吸收子模块;
吸收子模块,用于所述储能设备根据检测到故障类型判断柔性直流电网的输送能力,结合风电机组台数,确定不同故障类型下风电机组的出力上限值,并确定吸收的有功功率。
恢复控制模块,包括:识别子模块,
识别子模块,用于识别柔性直流电网故障清除后,故障极的恢复情况。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (14)
1.一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,包括:当柔性直流电网发生故障时:
柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号;
所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制;
当柔性直流电网故障清除后:
所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号;
所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机;
所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,完成故障穿越。
2.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,所述故障类型,包括单极故障和双极故障;
所述单极故障,包括:单极换流站直流母线电压跌落;
所述双极故障,包括:双极换流站直流母线电压均跌落。
3.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,所述柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号,包括:
当所述柔性直流换流站检测到单极故障时,所述柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号,所述有功功率控制信号包括:风电总出力上限值为柔性直流电网输送能力的一半;
当所述柔性直流换流站检测到双极故障时,所述柔性直流换流站向储能设备发送有功功率控制信号,所述有功功率控制信号包括:风电总出力上限值为0。
4.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制,包括:
所述储能设备根据检测到故障类型判断柔性直流电网的输送能力,结合风电机组台数,确定不同故障类型下风电机组的出力上限值,并按下式计算吸收的有功功率:
式中,Pse:储能设备应当吸收的有功功率值;P0:故障前风电机组实际出力值;Plim:根据柔性直流电网容量、风电机组台数计算得到的不同故障情况下风电机组的出力上限值。
5.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号,包括:
所述柔性直流电网单极故障清除后,故障极恢复运行或故障极无法恢复运行;
所述柔性直流电网双极故障清除后,双极均恢复运行、单极恢复运行或双极均无法恢复运行。
6.如权利要求5所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机,包括:
故障极恢复运行时,保持故障前风电出力;
故障极无法恢复运行时,判断切除风电机组台数。
7.如权利要求6所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,所述故障极无法恢复运行时,判断切除风电机组台数,包括:
单极故障时,故障极无法恢复运行,判断切除风电机组台数;
双极故障时,根据单极恢复运行或双极均无法恢复运行,判断切除风电机组台数。
8.如权利要求7所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,单极故障时,故障极无法恢复运行,判断切除风电机组台数,包括:
当故障前风电出力低于或等于柔性直流电网额定输送能力一半,新能源电站不用切除风电机组;
当故障前风电出力高于柔性直流电网额定输送能力一半,新能源电站切除相应的风电机组。
9.如权利要求7所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,双极故障时,根据单极恢复运行或双极均无法恢复运行,判断切除风电机组台数包括:
单极恢复运行,包括当故障前风电出力低于或等于柔性直流电网额定输送能力的一半,风电场不需要切除风电机组;当故障前风电出力大于柔性直流电网额定输送能力的一半,新能源电站切除相应的风电机组台数;
双极均无法恢复运行,包括新能源电站风电总出力上限为0,新能源电站需要切除所有风电机组。
10.如权利要求1所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法,其特征在于,所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,按下式计算故障后允许储能设备发出的有功功率值:
式中,Pseo:故障后允许储能设备发出的有功功率值;P0a:故障后风电机组实际出力值;Plima:根据故障后柔性直流电网输送能力、故障后并网运行风电机组台数计算得到的风电机组出力上限值;∑P0a:故障后风电总出力;PDClim:故障后柔性直流电网输送能力。
11.一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制***,其特征在于,包括:故障检测模块、故障应对模块、恢复控制模块、切除应对模块和故障穿越模块;
所述故障检测模块,用于当柔性直流电网发生故障时:
柔性直流换流站根据检测的故障类型向储能设备发送控制信号;
所述故障应对模块,用于所述储能设备根据所述控制信号进行功率控制;
所述恢复控制模块,用于当柔性直流电网故障清除后:
所述柔性直流换流站根据柔性直流电网的恢复情况向新能源电站发送有功控制信号;
所述切除应对模块,用于所述新能源电站根据所述有功控制信号控制风电机组是否切机;
所述故障穿越模块,用于所述储能设备根据故障后新能源电站出力和柔性直流电网的输送能力控制发出的有功功率,完成故障穿越。
12.如权利要求11所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制***,其特征在于,所述故障检测模块,包括:检测子模块、发送子模块;
所述检测子模块,用于柔性直流换流站检测所述故障类型;
所述发送子模块,用于根据所述故障类型向储能设备发送有功功率控制信号。
13.如权利要求11所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制***,其特征在于,所述故障应对模块,包括:吸收子模块;
所述吸收子模块,用于所述储能设备根据检测到故障类型判断柔性直流电网的输送能力,结合风电机组台数,确定不同故障类型下风电机组的出力上限值,并确定吸收的有功功率。
14.如权利要求11所述的新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制***,其特征在于,所述恢复控制模块,包括:识别子模块,
所述识别子模块,用于识别柔性直流电网故障清除后,故障极的恢复情况。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711389634.0A CN108233409B (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711389634.0A CN108233409B (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108233409A true CN108233409A (zh) | 2018-06-29 |
CN108233409B CN108233409B (zh) | 2023-09-22 |
Family
ID=62649995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711389634.0A Active CN108233409B (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108233409B (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109659965A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-04-19 | 许继电气股份有限公司 | 一种柔性直流输电***有功功率控制方法和*** |
CN110460096A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-15 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及装置 |
CN113300405A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-08-24 | 广东电网有限责任公司 | 一种具有孤岛故障穿越能力的孤岛保护方法及*** |
CN113452011A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-09-28 | 许继电气股份有限公司 | 一种双联接变压器海上风电直流送出***及控制方法 |
CN113964864A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 广东电网有限责任公司 | 柔直并网***受端换流站孤岛故障穿越控制方法及*** |
CN114047442A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-02-15 | 西安德纳检验检测有限公司 | 一种新能源场站故障穿越检测方法、装置和*** |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120280569A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Supercapacitor-based grid fault ride-through system |
CN106532756A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-03-22 | 许继集团有限公司 | 一种柔性直流电网的直流故障穿越方法 |
CN106877373A (zh) * | 2015-12-13 | 2017-06-20 | 张凤军 | 一种直驱风力发电***功率控制方法 |
CN107181274A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-19 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种新能源接入柔性直流电网的方法 |
-
2017
- 2017-12-21 CN CN201711389634.0A patent/CN108233409B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120280569A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Supercapacitor-based grid fault ride-through system |
CN106877373A (zh) * | 2015-12-13 | 2017-06-20 | 张凤军 | 一种直驱风力发电***功率控制方法 |
CN106532756A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-03-22 | 许继集团有限公司 | 一种柔性直流电网的直流故障穿越方法 |
CN107181274A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-19 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种新能源接入柔性直流电网的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
饶成诚等: "基于储能装置的柔性直流输电技术提高大规模 风电***稳定运行能力的研究" * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109659965A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-04-19 | 许继电气股份有限公司 | 一种柔性直流输电***有功功率控制方法和*** |
CN109659965B (zh) * | 2018-11-13 | 2023-01-13 | 许继电气股份有限公司 | 一种柔性直流输电***有功功率控制方法和*** |
CN110460096A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-15 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及装置 |
CN110460096B (zh) * | 2019-08-07 | 2021-12-03 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及装置 |
CN113452011A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-09-28 | 许继电气股份有限公司 | 一种双联接变压器海上风电直流送出***及控制方法 |
WO2021189754A1 (zh) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 许继电气股份有限公司 | 一种双联接变压器海上风电直流送出***及控制方法 |
CN113452011B (zh) * | 2020-03-25 | 2022-12-02 | 许继电气股份有限公司 | 一种双联接变压器海上风电直流送出***及控制方法 |
CN113300405A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-08-24 | 广东电网有限责任公司 | 一种具有孤岛故障穿越能力的孤岛保护方法及*** |
CN113964864A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 广东电网有限责任公司 | 柔直并网***受端换流站孤岛故障穿越控制方法及*** |
CN114047442A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-02-15 | 西安德纳检验检测有限公司 | 一种新能源场站故障穿越检测方法、装置和*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108233409B (zh) | 2023-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108233409A (zh) | 一种新能源孤岛柔直送出***的故障穿越控制方法及*** | |
CN103647274B (zh) | 一种用于可并网和离网运行的微电网***的能量控制方法 | |
Fathima et al. | Battery energy storage applications in wind integrated systems—a review | |
CN106505551A (zh) | 一种基于协调控制装置的光储直流供电*** | |
CN104022528A (zh) | 一种基于多元复合储能的微网***协调控制方法 | |
CN107947227A (zh) | 方位控制装置、光伏发电设备、微电网***及控制方法 | |
Jia et al. | Architecture design for new AC-DC hybrid micro-grid | |
CN102842936A (zh) | 分布式电池供电装置及方法 | |
CN103117595A (zh) | 分布式直流独立供电*** | |
CN107785889B (zh) | 一种支撑大容量直流馈入的弱受端电网最小开机优化方法 | |
CN102856976A (zh) | 一种不间断电源、电池管理***及不间断供电*** | |
CN102868178A (zh) | 风电场电压自动控制***中提高并网暂态稳定性的方法 | |
CN104467198A (zh) | 一种基于在线分布式的电能储能*** | |
CN2914456Y (zh) | 基于燃料电池的备用电源 | |
CN212063609U (zh) | 一种船用离网光伏***电源管理装置 | |
CN203119615U (zh) | 分布式直流独立供电*** | |
EP3624304B1 (en) | Power control device and power control method | |
CN107017683B (zh) | 一种变电站蓄电池均衡及自修复控制方法 | |
CN105226692A (zh) | 一种基于锌溴液流储能的微电网控制***及其控制方法 | |
CN204271759U (zh) | 一种基于在线分布式的电能储能装置 | |
CN102868208A (zh) | 一种太阳能逆变器、电池管理***及太阳能供电*** | |
CN202772602U (zh) | 兼具离网、并网两种模式的风力发电*** | |
CN202798130U (zh) | 一种不间断电源、电池管理***及不间断供电*** | |
CN202678969U (zh) | 一种风力发电机微网供电电源*** | |
CN203119617U (zh) | 用于变电站的分布式直流独立供电*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |