CN111404189B - 柔性直流输电系统快速降输出功率方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法、系统及设备，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，该柔性直流输电系统包括海上换流站、陆上换流站、直流线缆以及耗能装置，该方法包括以下步骤：S1.获取直流电压以及耗能装置的上限电压阈值和下限电压阈值；S2.若直流电压大于上限电压阈值，耗能装置触发工作，陆上换流站的有功功率快速降低。通过海上风电的柔性直流输电系统的直流电压控制耗能装置导通，耗能装置吸收柔性直流输电系统中的直流有功功率，让陆上换流站的有功功率能够在响应时间内快速降低，解决了在现有应陆上换流站受到干扰或扰动需要迅速降低功率情况下无法在秒级的响应时间实现降低功率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及柔性直流输电技术领域，尤其涉及一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法、系统及设备。
背景技术
目前，海上风电送出的并网方式主要分为高压交流输电和高压直流输电两大类，其中高压直流输电均采用柔性直流方式。基于交流和直流输电技术的并网方式原理、系统组成部分及建设方案各有不同，这两种送出并网方式分别有不同的适用范围。
高压交流输电技术是海上风电送出并网的常规方式。当海上风电场规模较小且离岸较近时，一般采用交流电缆加静止无功补偿器的方式接入陆上电网，并且高压交流送出并网系统结构简单且技术成熟，但是高压交流送出并网方式与陆上交流电网相连存在稳定性问题。主要原因是风电场的交流电网需要与陆上交流电网进行同步连接，因此不管是风电电网还是陆地电网发生故障都会传播到另一侧电网中去，另外由于受到电缆电容电流问题的影响，高压交流送出并网方式无法进行远距离的输送。
随着电力电子技术的发展，基于电压源的柔性直流输电方式实现了远离海岸的风电送出。相对于高压交流，柔性直流输电方式在用于远海岸风电接入的优势体现在对潮流和电压具有可控性，从电能质量及输电稳定性角度，该方式能使风电场的输出电压、电流基本满足电能质量要求，实现交流隔离，不需要交流侧提供无功功率，而且能够为输电系统提供无功起到静止同步补偿器的作用，可以稳定交流母线电压等方面。当海上风电采用柔性直流送出时，若陆上换流站所连接的交流系统受到干扰或扰动需要迅速降低功率，则陆上并网处需要有功功率馈入，现有让交流系统的迅速降低功率通常采用的方式是通过输电系统向风电场下达降功率指令，此方式存在的问题是海上换流站存在直流功率往陆上换流站输送，无法让陆上换流站所连接的交流系统在秒级的响应时间降低功率。
发明内容
本发明实施例提供了一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法、系统及设备，用于解决在现有应用于海上风电的柔性直流输电系统上，若陆上换流站所连接的交流系统受到干扰或扰动需要迅速降低功率，海上换流站存在直流功率往陆上换流站输送，使得陆上换流站所连接的交流系统无法在秒级的响应时间降低功率的技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，所述海上风电的柔性直流输电系统包括海上换流站、与所述海上换流站通过直流线缆连接的陆上换流站以及位于所述陆上换流站一侧的所述直流线缆上并联有耗能装置，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法包括以下步骤：
S1.获取海上风电的柔性直流输电系统的直流电压以及所述耗能装置设定的上限电压阈值和下限电压阈值；
S2.若所述直流电压大于所述上限电压阈值，所述耗能装置触发工作，所述海上换流站通过所述直流线缆给所述陆上换流站输送的直流功率流入所述耗能装置，所述陆上换流站的有功功率快速降低；
S3.若所述直流电压小于所述下限电压阈值，所述耗能装置闭锁不工作，所述海上风电的柔性直流输电系统正常工作。
优选地，在所述陆上换流站的有功功率快速降低过程中，所述陆上换流站接收到海上风电输送在陆上并网点处的有功功率EPC_Pref的变化具体为：
在t0至t1时间内，EPC_Pref由Pref迅速降低到P2ref，t为毫秒级时间尺度；
在t1至t2时间内，EPC_Pref为P2ref；
在t2至t3时间内，EPC_Pref由P2ref上升至Pref；
其中，t为毫秒级时间尺度；陆上并网点有功功率为所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；Pref为该海上风电的柔性直流输电系统在正常工作下，所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；P2ref为该海上风电的柔性直流输电系统设置所述陆上换流站有功功率参考值，P2ref<Pref。
优选地，EPC_Pref的值随时间的变化为：
在t0至t1时间内，
在t2至t3时间内，
优选地，触发所述耗能装置具体包括：
获取所述陆上并网点的交流电压、所述陆上换流站中换流器内环的电流参考值Idref、所述海上换流站输送的有功功率P1'和所述陆上换流站送出的有功功率P2'；
对所述交流电压采用dq坐标变换得到所述陆上并网点在d轴的交流电压分量Vd，通过Id2ref＝EPC_Pref//Vd的计算公式得到所述陆上换流站中换流器内环d轴的电流分量；
若Id2ref＝Idref，P1'大于P2'，所述直流电压急速上升至所述上限电压阈值，所述耗能装置触发工作，所述陆上换流站的有功功率快速降低，且所述耗能装置将多余的功率吸收；
其中，多余的功率为P1'减P2'的功率。
本发明还提供一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，所述海上风电的柔性直流输电系统包括海上换流站、与所述海上换流站通过直流线缆连接的陆上换流站以及位于所述陆上换流站一侧的所述直流线缆上并联有耗能装置，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法包括以下步骤：
S1'.获取陆上换流站中陆上并网点有功功率P2、设定的有功功率参考死区值△P以及陆上换流站降功率过程中接收到海上风电输送的有功功率EPC_Pref；
S2'.若P2>EPC_Pref+△P，所述耗能装置触发工作，所述海上换流站通过所述直流线缆给所述陆上换流站输送的直流功率流入所述耗能装置，所述陆上换流站的有功功率快速降低；
S3'.若P2<EPC_Pref－△P，所述耗能装置闭锁不工作，所述海上风电的柔性直流输电系统正常工作。
优选地，在所述陆上换流站的有功功率快速降低过程中，所述陆上换流站接收到海上风电输送在陆上并网点处的有功功率EPC_Pref的变化具体为上述柔性直流输电系统快速降输出功率方法中描述的陆上换流站接收到海上风电输送在陆上并网点处的有功功率EPC_Pref的变化。
本发明还提供一种柔性直流输电系统快速降输出功率系统，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，所述海上风电的柔性直流输电系统包括海上换流站、与所述海上换流站通过直流线缆连接的陆上换流站以及位于所述陆上换流站一侧的所述直流线缆上并联有耗能装置，该柔性直流输电系统快速降输出功率系统包括数据获取单元、第一执行单元和第二执行单元；
所述数据获取单元，用于获取海上风电的柔性直流输电系统的直流电压以及所述耗能装置设定的上限电压阈值和下限电压阈值，或者获取陆上换流站中陆上并网点有功功率P2、设定的有功功率参考死区值△P以及陆上换流站降功率过程中接收到海上风电输送的有功功率EPC_Pref；
所述第一执行单元，用于根据若所述直流电压大于所述上限电压阈值或P2>EPC_Pref+△P，所述耗能装置触发工作，所述海上换流站通过所述直流线缆给所述陆上换流站输送的直流功率流入所述耗能装置，所述陆上换流站的有功功率快速降低；
所述第二执行单元，用于根据所述直流电压小于所述下限电压阈值或P2<EPC_Pref－△P，所述耗能装置闭锁不工作，所述海上风电的柔性直流输电系统正常工作。
优选地，在所述第一执行单元中，陆上并网点有功功率所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率EPC_Pref的变化具体为：
在t0至t1时间内，EPC_Pref由Pref迅速降低到P2ref，t为毫秒级时间尺度；
在t1至t2时间内，EPC_Pref为P2ref；
在t2至t3时间内，EPC_Pref由P2ref上升至Pref；
其中，t为毫秒级时间尺度；陆上并网点有功功率为所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；Pref为该海上风电的柔性直流输电系统正常工作下，所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；P2ref为该海上风电的柔性直流输电系统设置所述陆上换流站有功功率参考值，P2ref<Pref。
优选地，在所述第一执行单元中，触发所述耗能装置具体包括：
获取所述陆上并网点的交流电压、所述陆上换流站中换流器内环的电流参考值Idref、所述海上换流站输送的有功功率P1'和所述陆上换流站送出的有功功率P2'；
对所述交流电压采用dq坐标变换得到所述陆上并网点在d轴的交流电压分量vd，通过Id2ref＝EPC_Pref/vd的计算公式得到所述陆上换流站中换流器内环d轴的电流分量；
若Id2ref＝Idref，P1'大于P2'，所述直流电压急速上升至所述上限电压阈值，所述耗能装置触发工作，所述陆上换流站的有功功率快速降低，且所述耗能装置将多余的功率吸收；
其中，多余的功率为P1'减P2'的功率。
本发明还提供一种设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
1.该柔性直流输电系统快速降输出功率方法通过海上风电的柔性直流输电系统的直流电压控制耗能装置导通，耗能装置吸收柔性直流输电系统中的直流有功功率，让陆上换流站的有功功率能够在响应时间内快速降低，解决了在现有应用于海上风电的柔性直流输电系统上，若陆上换流站所连接的交流系统受到干扰或扰动需要迅速降低功率，海上换流站存在直流功率往陆上换流站输送，使得陆上换流站所连接的交流系统无法在秒级的响应时间降低功率的技术问题；
2.该柔性直流输电系统快速降输出功率系统通过数据获取单元获取海上风电的柔性直流输电系统的直流电压控制耗能装置导通，第一执行单元控制耗能装置吸收柔性直流输电系统中的直流有功功率，让陆上换流站的有功功率能够在响应时间内快速降低。解决了在现有应用于海上风电的柔性直流输电系统上，若陆上换流站所连接的交流系统受到干扰或扰动需要迅速降低功率，海上换流站存在直流功率往陆上换流站输送，使得陆上换流站所连接的交流系统无法在秒级的响应时间降低功率的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例所述的柔性直流输电系统并网的结构示意图。
图3为本发明实施例所述的柔性直流输电系统中耗能装置的控制框架图。
图4为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法中快速降低陆上换流站有功功率的示意图。
图5为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法中陆上换流站内环控制的框架示意图。
图6为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法中陆上换流站有功功率控制耗能装置的框架示意图。
图7为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法另一实施例的步骤流程图。
图8为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率系统的框架图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法、系统及设备，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，该方法、系统及设备不需要改变海上风电场的功率输出，利用耗能装置吸收有功功率的能力，在毫秒级响应水平内迅速达到降低陆上并网点有功功率的效果；用于解决了在现有应用于海上风电的柔性直流输电系统上，若陆上换流站所连接的交流系统受到干扰或扰动需要迅速降低功率，海上换流站存在直流功率往陆上换流站输送，使得陆上换流站所连接的交流系统无法在秒级的响应时间降低功率的技术问题。
实施例一：
图1为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法的步骤流程图，图2为本发明实施例所述的柔性直流输电系统并网的结构示意图。
如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，该海上风电的柔性直流输电系统包括海上换流站、与海上换流站通过直流线缆连接的陆上换流站以及位于陆上换流站一侧的直流线缆上并联有耗能装置，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法包括以下步骤：
S1.获取海上风电的柔性直流输电系统的直流电压以及耗能装置设定的上限电压阈值和下限电压阈值；
S2.若直流电压大于上限电压阈值，耗能装置触发工作，海上换流站通过直流线缆给陆上换流站输送的直流功率流入耗能装置，陆上换流站的有功功率快速降低；
S3.若直流电压小于下限电压阈值，耗能装置闭锁不工作，海上风电的柔性直流输电系统正常工作。
需要说明的是，该海上风电的柔性直流输电系统上还设置有海上并网点、陆上并网点。如图2所示，其中，海上并网点PCCoff处的有功功率为P1，陆上并网点PCCon处的有功功率为P2。耗能装置位于陆上换流站的直流侧。对于海上换流站其主要作用是为海上风电场并网点提供稳定的交流电压，陆上换流站主要为该海上风电的柔性直流输电系统提供稳定的直流电压。在本实施例中，陆上换流站中换流器内环为dq电流控制，外环为直流电压控制、有功控制、无功控制以及交流电压控制。陆上换流站中换流器的外环控制器为内环控制器提供电流参考值。
图3为本发明实施例所述的柔性直流输电系统中耗能装置的控制框架图。
在本实施例的S1、S2和S3中，主要是获取该上风电的柔性直流输电系统的直流电压以及耗能装置触发或关闭工作的电压阈值。其中，耗能装置简称为DBS。
需要说明的是，如图3所示，耗能装置的基本控制原理为当直流电压Udc超过耗能装置的上限电压阈值UsetH时，会触发耗能装置导通，耗能装置工作，此时该海上风电的柔性直流输电系统中的直流功率将馈入耗能装置中，当直流电压Udc小于下限电压阈值UsetL时，耗能装置关闭，耗能装置不工作。
本发明提供的一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法通过海上风电的柔性直流输电系统的直流电压控制耗能装置导通，耗能装置吸收柔性直流输电系统中的直流有功功率，让陆上换流站的有功功率能够在响应时间内快速降低，解决了在现有应用于海上风电的柔性直流输电系统上，若陆上换流站所连接的交流系统受到干扰或扰动需要迅速降低功率，海上换流站存在直流功率往陆上换流站输送，使得陆上换流站所连接的交流系统无法在秒级的响应时间降低功率的技术问题。
图4为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法中快速降低陆上换流站有功功率的示意图。
如图4所示，在本发明的一个实施例中，当耗能装置被触发工作，在陆上换流站的有功功率快速降低过程中，陆上换流站接收到海上风电输送在陆上并网点处的有功功率EPC_Pref的变化具体为：
在t0至t1时间内，EPC_Pref由Pref迅速降低到P2ref，t为毫秒级时间尺度；
在t1至t2时间内，EPC_Pref为P2ref；
在t2至t3时间内，EPC_Pref由P2ref上升至Pref；
其中，t为毫秒级时间尺度；陆上并网点有功功率为陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；Pref为该海上风电的柔性直流输电系统在正常工作下，所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；P2ref为该海上风电的柔性直流输电系统设置陆上换流站有功功率参考值，P2ref<Pref。
需要说明的是，耗能装置被触发工作记为EPC_enable＝1，耗能装置关闭记为EPC_enable＝0，t2－t1的时间可以为1S。
图5为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法中陆上换流站内环控制的框架示意图。
如图5所示，在本发明的一个实施例中，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法采用改变陆上换流站中换流器内环控制参考值实现陆上换流站的有功功率快速降低，触发所述耗能装置具体包括：
获取陆上并网点的交流电压V2abc、陆上换流站中换流器内环的电流参考值Idref、海上换流站输送的有功功率P1'和陆上换流站送出的有功功率P2'；
对交流电压V2abc采用dq坐标变换得到陆上并网点在d轴的交流电压分量vd，通过Id2ref＝Pref/Vd的计算公式得到陆上换流站中换流器内环d轴的电流分量；
若Id2ref＝Idref，P1'大于P2'，直流电压急速上升至上限电压阈值，耗能装置触发工作，陆上换流站的有功功率快速降低，且耗能装置将多余的功率吸收；
其中，多余的功率为P1'减P2'的功率。
需要说明的是，触发耗能装置的EPC_enable＝1，此时Id2ref＝Idref，Pref为按照陆上并网点有功功率EPC_Pref变化的有功功率。当Id2ref＝Idref时，说明海上风电馈入海上风电的柔性直流输电系统的有功功率P1'(即是海上换流站输送的有功功率P1')大于该海上风电的柔性直流输电系统的送出功率P2'(即是陆上换流站送出的有功功率P2')，这使得直流电压Udc将急速上升至UsetH，耗能装置被触发，该海上风电的柔性直流输电系统中多余的功率将被耗能装置吸收，从而使得陆上换流站中的有功功率快速下降，下降的有功功率变化如图4所示。
在本实施例中，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法采用改变陆上换流站中换流器内环控制参考值实现陆上换流站的有功功率快速降低，具体地，采集陆上并网点PCCon点处的三相交流电压(即是交流电压V2abc)，交流电压V2abc通过在abc坐标轴下的交流电压变为dq坐标轴下的交流电压V2dq，即，以及计算幅值
根据图3所示，在t0时刻，该海上风电的柔性直流输电系统控制EPC_enable＝1(即耗能装置被触发工作，陆上换流站需要快速降功率)具体如下：从t0到t1时间内，EPC_Pref的有功功率值随时间变化，公式为：
从t1至t2时间期间，EPC_Pref的有功功率值保持在P2ref不变，即EPC_Pref＝P2ref；
从t2至t3时间期间，EPC_Pref的有功功率值随时间变化，公式为：
从t0至t3时间期间，Id2ref的电流值随时间变化，计算公式为：Id2ref＝EPC_Pref/Vd；当t0时刻，EPC_enable＝1时，陆上换流站中控制内环电流的参考电流值从Idref切换至Id2ref，该海上风电的柔性直流输电系统开始执行降功率行为，当在t3时刻，陆上换流站中控制内环电流的参考电流值从Id2ref切换至Idref，说明该海上风电的柔性直流输电系统的降功率过程结束。
图6为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法中陆上换流站有功功率控制耗能装置的框架示意图，图7为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法另一实施例的步骤流程图。
如图6和图7所示，在本发明的一个实施例中，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法采用陆上换流站输出的有功功率控制耗能装置是否工作实现陆上换流站的有功功率快速降低，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法包括以下步骤：
S1'.获取陆上换流站中陆上并网点有功功率P2、设定的有功功率参考死区值△P以及陆上换流站降功率过程中接收到海上风电输送的有功功率EPC_Pref；
S2'.若P2>EPC_Pref+△P，耗能装置触发工作，海上换流站通过直流线缆给陆上换流站输送的直流功率流入耗能装置，陆上换流站的有功功率快速降低；
S3'.若P2<EPC_Pref－△P，耗能装置闭锁不工作，海上风电的柔性直流输电系统正常工作。
需要说明的是，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法在陆上换流站的有功功率快速降低过程中，陆上换流站接收到海上风电输送在陆上并网点处的有功功率EPC_Pref的变化如图3所示。
在本实施例中，采集陆上并网点PCCon点处的有功功率值P2，该海上风电的柔性直流输电系统控制EPC_enable＝1(即耗能装置被触发工作，陆上换流站需要快速降功率)具体如下：从t0到t1时间内，EPC_Pref的有功功率值随时间变化，公式为：
从t1至t2时间期间，EPC_Pref的有功功率值保持在P2ref不变，即EPC_Pref＝P2ref；
从t2至t3时间期间，EPC_Pref的有功功率值随时间变化，公式为：
当t0时刻，EPC_enable＝1时，从t0至t3这时间段内，通过比较P2与EPC_Pref来控制耗能装置是否导通，当P2>EPC_Pref+△P时，触发耗能装置工作，当P2<EPC_Pref－△P时，闭锁耗能装置。
实施例二：
图8为本发明实施例所述的柔性直流输电系统快速降输出功率系统的框架图。
如图2和图8所示，本发明实施例提供了一种柔性直流输电系统快速降输出功率系统，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，该海上风电的柔性直流输电系统包括海上换流站、与海上换流站通过直流线缆连接的陆上换流站以及位于陆上换流站一侧的直流线缆上并联有耗能装置，该柔性直流输电系统快速降输出功率系统包括数据获取单元10、第一执行单元20和第二执行单元30；
数据获取单元10，用于获取海上风电的柔性直流输电系统的直流电压以及耗能装置设定的上限电压阈值和下限电压阈值，或者获取陆上换流站中陆上并网点有功功率P2、设定的有功功率参考死区值△P以及陆上换流站降功率过程中接收到海上风电输送的有功功率EPC_Pref；
第一执行单元20，用于根据若直流电压大于上限电压阈值或P2>EPC_Pref+△P，耗能装置触发工作，海上换流站通过直流线缆给陆上换流站输送的直流功率流入耗能装置，陆上换流站的有功功率快速降低；
第二执行单元30，用于根据直流电压小于下限电压阈值或P2<EPC_Pref－△P，耗能装置闭锁不工作，海上风电的柔性直流输电系统正常工作。
在本实施例中，在第一执行单元中，陆上并网点有功功率陆上换流站接收到海上风电输送有功功率EPC_Pref的变化具体为：
其中，t为毫秒级时间尺度；陆上并网点有功功率为陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；Pref为该海上风电的柔性直流输电系统正常工作下，陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；P2ref为该海上风电的柔性直流输电系统设置陆上换流站有功功率参考值，P2ref<Pref。
在本实施例中，在第一执行单元中，触发耗能装置具体包括：
获取陆上并网点的交流电压、陆上换流站中换流器内环的电流参考值Idref、海上换流站输送的有功功率P1'和陆上换流站送出的有功功率P2'；
对交流电压采用dq坐标变换得到陆上并网点在d轴的交流电压分量vd，通过Id2ref＝EPC_Pref/vd的计算公式得到陆上换流站中换流器内环d轴的电流分量；
若Id2ref＝Idref，P1'大于P2'，直流电压急速上升至上限电压阈值，耗能装置触发工作，陆上换流站的有功功率快速降低，且耗能装置将多余的功率吸收；
其中，多余的功率为P1'减P2'的功率。
需要说明的是，实施例二的系统中单元是实施例一方法中的步骤对应设置的，因在实施例一方法中详细阐述了步骤的内容，因此在此不再对实施例二系统中的单元详细阐述。
本发明提供的一种柔性直流输电系统快速降输出功率系统通过数据获取单元获取海上风电的柔性直流输电系统的直流电压控制耗能装置导通，第一执行单元控制耗能装置吸收柔性直流输电系统中的直流有功功率，让陆上换流站的有功功率能够在响应时间内快速降低。解决了在现有应用于海上风电的柔性直流输电系统上，若陆上换流站所连接的交流系统受到干扰或扰动需要迅速降低功率，海上换流站存在直流功率往陆上换流站输送，使得陆上换流站所连接的交流系统无法在秒级的响应时间降低功率的技术问题。
实施例三：
本发明实施例提供了一种设备，包括处理器以及存储器；
存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法。
需要说明的是，处理器用于根据所程序代码中的指令执行上述的一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法实施例中的步骤，例如图1所示或图7所述的步骤S1至S3或S1'至S3'。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图8所示单元10至30的功能。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，其特征在于，所述海上风电的柔性直流输电系统包括海上换流站、与所述海上换流站通过直流线缆连接的陆上换流站以及位于所述陆上换流站一侧的所述直流线缆上并联有耗能装置，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法包括以下步骤：
S1.获取海上风电的柔性直流输电系统的直流电压以及所述耗能装置设定的上限电压阈值和下限电压阈值；
S2.若所述直流电压大于所述上限电压阈值，所述耗能装置触发工作，所述海上换流站通过所述直流线缆给所述陆上换流站输送的直流功率流入所述耗能装置，所述陆上换流站的有功功率快速降低；
S3.若所述直流电压小于所述下限电压阈值，所述耗能装置闭锁不工作，所述海上风电的柔性直流输电系统正常工作；
在所述陆上换流站的有功功率快速降低过程中，所述陆上换流站接收到海上风电输送在陆上并网点处的有功功率EPC_Pref的变化具体为：
在t0至t1时间内，EPC_Pref由Pref迅速降低到P2ref，t为毫秒级时间尺度；
在t1至t2时间内，EPC_Pref为P2ref；
在t2至t3时间内，EPC_Pref由P2ref上升至Pref；
其中，t为毫秒级时间尺度；陆上并网点有功功率为所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；Pref为该海上风电的柔性直流输电系统在正常工作下，所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；P2ref为该海上风电的柔性直流输电系统设置所述陆上换流站有功功率参考值，P2ref<Pref；
EPC_Pref的值随时间的变化为：
在t0至t1时间内，
在t2至t3时间内，
2.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法，其特征在于，触发所述耗能装置具体包括：
获取所述陆上并网点的交流电压、所述陆上换流站中换流器内环的电流参考值Idref、所述海上换流站输送的有功功率P1'和所述陆上换流站送出的有功功率P2'；
对所述交流电压采用dq坐标变换得到所述陆上并网点在d轴的交流电压分量Vd，通过Id2ref＝EPC_Pref//Vd的计算公式得到所述陆上换流站中换流器内环d轴的电流分量；
若Id2ref＝Idref，P1'大于P2'，所述直流电压急速上升至所述上限电压阈值，所述耗能装置触发工作，所述陆上换流站的有功功率快速降低，且所述耗能装置将多余的功率吸收；
其中，多余的功率为P1'减P2'的功率。
3.一种柔性直流输电系统快速降输出功率方法，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，其特征在于，所述海上风电的柔性直流输电系统包括海上换流站、与所述海上换流站通过直流线缆连接的陆上换流站以及位于所述陆上换流站一侧的所述直流线缆上并联有耗能装置，该柔性直流输电系统快速降输出功率方法包括以下步骤：
S1'.获取陆上换流站中陆上并网点有功功率P2、设定的有功功率参考死区值△P以及陆上换流站降功率过程中接收到海上风电输送的有功功率EPC_Pref；
S2'.若P2>EPC_Pref+△P，所述耗能装置触发工作，所述海上换流站通过所述直流线缆给所述陆上换流站输送的直流功率流入所述耗能装置，所述陆上换流站的有功功率快速降低；
S3'.若P2<EPC_Pref－△P，所述耗能装置闭锁不工作，所述海上风电的柔性直流输电系统正常工作；
在所述陆上换流站的有功功率快速降低过程中，所述陆上换流站接收到海上风电输送在陆上并网点处的有功功率EPC_Pref的变化具体为如权利要求1所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法。
4.一种柔性直流输电系统快速降输出功率系统，应用于海上风电的柔性直流输电系统上，其特征在于，所述海上风电的柔性直流输电系统包括海上换流站、与所述海上换流站通过直流线缆连接的陆上换流站以及位于所述陆上换流站一侧的所述直流线缆上并联有耗能装置，该柔性直流输电系统快速降输出功率系统包括数据获取单元、第一执行单元和第二执行单元；
所述数据获取单元，用于获取海上风电的柔性直流输电系统的直流电压以及所述耗能装置设定的上限电压阈值和下限电压阈值，或者获取陆上换流站中陆上并网点有功功率P2、设定的有功功率参考死区值△P以及陆上换流站降功率过程中接收到海上风电输送的有功功率EPC_Pref；
所述第一执行单元，用于根据若所述直流电压大于所述上限电压阈值或P2>EPC_Pref+△P，所述耗能装置触发工作，所述海上换流站通过所述直流线缆给所述陆上换流站输送的直流功率流入所述耗能装置，所述陆上换流站的有功功率快速降低；
所述第二执行单元，用于根据所述直流电压小于所述下限电压阈值或P2<EPC_Pref－△P，所述耗能装置闭锁不工作，所述海上风电的柔性直流输电系统正常工作；
在所述第一执行单元中，陆上并网点有功功率所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率EPC_Pref的变化具体为：
在t0至t1时间内，EPC_Pref由Pref迅速降低到P2ref，t为毫秒级时间尺度；
在t1至t2时间内，EPC_Pref为P2ref；
在t2至t3时间内，EPC_Pref由P2ref上升至Pref；
其中，t为毫秒级时间尺度；陆上并网点有功功率为所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；Pref为该海上风电的柔性直流输电系统正常工作下，所述陆上换流站接收到海上风电输送有功功率；P2ref为该海上风电的柔性直流输电系统设置所述陆上换流站有功功率参考值，P2ref<Pref；
EPC_Pref的值随时间的变化为：
在t0至t1时间内，
在t2至t3时间内，
5.根据权利要求4所述的柔性直流输电系统快速降输出功率系统，其特征在于，在所述第一执行单元中，触发所述耗能装置具体包括：
获取所述陆上并网点的交流电压、所述陆上换流站中换流器内环的电流参考值Idref、所述海上换流站输送的有功功率P1'和所述陆上换流站送出的有功功率P2'；
对所述交流电压采用dq坐标变换得到所述陆上并网点在d轴的交流电压分量vd，通过Id2ref＝EPC_Pref/vd的计算公式得到所述陆上换流站中换流器内环d轴的电流分量；
若Id2ref＝Idref，P1'大于P2'，所述直流电压急速上升至所述上限电压阈值，所述耗能装置触发工作，所述陆上换流站的有功功率快速降低，且所述耗能装置将多余的功率吸收；
其中，多余的功率为P1'减P2'的功率。
6.一种柔性直流输电系统快速降输出功率设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-3任一项所述的柔性直流输电系统快速降输出功率方法。
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