CN112713617B - 一种直流泄能动模装置的控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流泄能动模装置的控制方法及系统，方法包括：根据调度中心发送的控制信号，启动第一控制机制或第二控制机制；第一控制机制：在第一预设时间内，控制直流泄能动模装置完全耗散海上风场输出的有功功率、岸上动模换流站输出的有功功率降为零，并在保持零状态持续第二预设时间之后的第三预设时间内，逐渐控制直流泄能动模装置不再消耗海上风场输出的有功功率、岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平；第二控制机制：在第四预设时间内，控制直流泄能动模装置耗散部分海上风场输出的有功功率、海上风场及岸上动模换流站的输出的有功功率降低至对应的预设阈值，从而保持交流系统内有功功率平衡，维持系统的平稳运行。

Description

一种直流泄能动模装置的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统、电力电子、大规模新能源发电领域领域，具体涉及一种直流泄能动模装置的控制方法及系统。
背景技术
风电接入电网的方式包括大规模、远距离集中式接入和分布式接入。然而对于距电网较远的风电场，经交流线路并网会引发并网点电压波动、故障穿越困难等技术问题。柔性直流输电技术近年来发展迅速，具有不存在换相失败、独立控制有功功率和无功功率、可向无源网络供电等优点，为风电场，特别是距电网较远的海上风电场顺利接入系统提供了有效解决方案。
当风场侧和交流电网之间通过柔直系统连接时，柔直系统的隔离作用可以减轻电网侧扰动对风场的影响，避免风场侧出现电压过低造成风机脱网，同时还可以为风场侧提供一定的支撑。然而，当交流系统发生扰动，比如短路故障时，柔直系统无法将风场发出的有功功率全部送出，会导致柔直系统直流过电压保护动作，影响整个系统的正常运行。由于风电场无法快速调节有功功率的输出，为了保证在交流系统发生扰动时能够紧急降低柔直输出的有功功率，确保系统的安全稳定运行，需要在直流侧加装直流泄能装置。直流泄能装置可以看作是一个随控制信号变化的泄能电阻，以消耗直流系统中多余的有功功率，维持直流系统内的有功功率平衡。此外，还需要基于直流泄能装置设计相应的控制方法。目前现有技术中直流泄能装置的控制方法不能灵活解决风电场过功率及交流系统发生扰动的情况。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的直流泄能动模装置的控制方法不能灵活解决风电场过功率及交流系统发生扰动的情况的缺陷，从而提供一种直流泄能动模装置的控制方法及系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种直流泄能动模装置的控制方法，直流泄能动模装置并联连接于海上动模换流站及岸上动模换流站之间，海上风场通过变压器与海上动模换流站连接，海上动模换流站与岸上动模换流站通过直流电缆连接，岸上动模换流站接入陆上的交流系统，海上动模换流站处于孤岛控制模式，岸上动模换流站工作在定直流电压控制模式，控制方法包括：根据调度中心或本地控制保护中心发送的控制信号，启动第一控制机制或第二控制机制；其中，启动第一控制机制的过程包括：在第一预设时间内，控制直流泄能动模装置完全耗散海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率降为零，并在保持零状态持续第二预设时间之后的第三预设时间内，逐渐控制直流泄能动模装置不再消耗海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平；启动第二控制机制的过程包括：在第四预设时间内，控制直流泄能动模装置耗散部分海上风场输出的有功功率，控制海上风场及岸上动模换流站的输出的有功功率降低至对应的预设阈值。
在一实施例中，启动第一控制机制的过程，包括：在第一预设时间内，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值及直流电流标幺值，生成第一短时控制信号，第一短时控制信号用于启动直流泄能动模装置，利用第一预设短时控制方法控制岸上动模换流站输出的有功功率快速下降，利用岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值，生成第一补偿信号；第一补偿信号对第一短时控制信号补偿后，得到第二短时控制信号，通过利用第二短时控制信号控制直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率在第二预设时间内保持零状态；在第二预设时间之后的第三预设时间内，对第一短时控制信号进行积分，得到积分值，并将第一短时控制积分与积分值的差值作为第三短时控制信号，通过利用第三短时控制信号直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平。
在一实施例中，启动第二控制机制的过程，包括：在第四预设时间内，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值，生成启动信号，启动直流泄能动模装置；利用馈入交流系统的有功功率标幺值，得到第二补偿信号，第二补偿信号对启动信号补偿后，得到长时控制信号，通过利用长时控制信号控制直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率稳定在其对应的预设阈值，控制海上风场输出的有功功率按照预设斜率下降至对应的预设阈值，直流泄能装置逐渐退出。
在一实施例中，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值及直流电流标幺值，生成第一短时控制信号的过程，包括：对直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值的乘积进行低通滤波之后，得到第一短时控制信号。
在一实施例中，利用岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值，生成第一补偿信号的过程，包括：对岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值进行低通滤波；对滤波后的岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值进行积分，得到第一补偿信号。
在一实施例中，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值，生成启动信号的过程，包括：对直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值的乘积进行低通滤波；将滤波后的乘积值与预设交流功率阈值的作差，得到启动信号。
在一实施例中，利用馈入交流系统的有功功率标幺值，得到第二补偿信号的过程，包括：对馈入交流系统的有功功率标幺值作为第四低通滤波器的低通滤波；将滤波后的标幺值与预设交流功率阈值的差值的积分作为第二补偿信号。
第二方面，本发明实施例提供一种直流泄能动模装置的控制系统，包括：控制模块，用于根据调度中心或本地控制保护中心发送的控制信号，启动第一控制机制或第二控制机制，启动模块包括：第一控制机制子单元及第二控制机制子单元；第一控制子单元，用于在第一预设时间内，控制直流泄能动模装置完全耗散海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率降为零，并保持零状态持续第二预设时间，在第三预设时间内，逐渐控制直流泄能动模装置不再消耗海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平；第二控制子单元，用于在第四预设时间内，控制直流泄能动模装置耗散部分海上风场输出的有功功率，控制海上风场及岸上动模换流站的输出的有功功率降低至对应的预设阈值。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行本发明实施例第一方面的直流泄能动模装置的控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本发明实施例第一方面的直流泄能动模装置的控制方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的直流泄能动模装置的控制方法及系统，在交流系统发生扰动或者交流系统运行方式发生改变的情况下，启动第一控制机制或第二控制机制，通过控制直流泄能动模装置迅速消耗掉多余的有功功率，保持交流系统内有功功率的平衡，避免出现直流过电压情况，维持系统的平稳运行。
2.本发明提供的直流泄能动模装置的控制方法及系统，在启动第一控制机制及第二控制机制的过程中，分别对第一短时控制信号及启动信号进行补偿，从而保证交流系统内有功功率的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的海上风场经柔直接入系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的直流泄能动模装置的一个具体示例的示意图；
图3为本发明实施例提供的启动第一控制机制及第二控制机制过程中，交流系统功率变化波形图；
图4为本发明实施例提供的启动第一控制机制的一个具体示例的流程图；
图5为本发明实施例提供的第一控制机制的控制框图；
图6为本发明实施例提供的具体采样位置；
图7(a)为本发明实施例提供的电压外环控制框图；
图7(b)为本发明实施例提供的电流内环控制框图；
图8为本发明实施例提供的启动第二控制机制的一个具体示例的流程图；
图9为本发明实施例提供的第二控制机制的控制框图；
图10为本发明实施例提供的启动第二控制机制的一个具体示例的示意图；
图11为本发明实施例提供的直流泄能动模装置的控制系统的一个具体示例的示意图；
图12为本发明实施例提供的计算机设备一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种直流泄能动模装置的控制方法，应用于需要通过控制直流泄能动模装置耗散海上风场有功功率的场合，参照实际工程，海上风电场经柔直并网动模试验系统的拓扑图如图1所示，海上风电场用2台直驱动模风机和3台双馈动模风机等效，海上动模换流站和岸上动模换流站均采用模块化多电平的拓扑结构，直流泄能装置拥有多种拓扑结构。，直流泄能动模装置并联连接于海上动模换流站及岸上动模换流站之间，海上风场通过变压器与海上动模换流站连接，海上动模换流站与岸上动模换流站通过直流电缆连接，岸上动模换流站接入陆上的交流系统，海上动模换流站处于孤岛控制模式，岸上动模换流站工作在定直流电压控制模式(孤岛控制模式和定直流电压控制模式均为现有成熟的换流站控制模式)，本发明实施例中的直流泄能动模装置的具体结构如图2所示，图2中的直流泄能动模装置为斩波电路，但也可以为其它结构。
本发明实施例的直流泄能动模装置的控制方法包括：根据调度中心或本地控制保护中心发送的控制信号，启动第一控制机制或第二控制机制，其中，调度中心或本地控制保护中心实时监测海上风场、海上动模换流站及岸上动模换流站的输入功率及输出功率，当由于交流系统侧故障导致有功功率不平衡时，启动第一控制机制，当需要调整海上风场发电功率和直流系统功率运行水平时，启动第二控制机制。
假设第一控制机制及第二控制机制输出的控制信号为α，交流系统额定为PAC，则直流泄能动模装置耗散的功率Pchopper为：
Pchopper＝αPAC (1)
步骤S1：启动第一控制机制的过程包括：在第一预设时间内，控制直流泄能动模装置完全耗散海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率降为零，并在保持零状态持续第二预设时间之后的第三预设时间内，逐渐控制直流泄能动模装置不再消耗海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平。
具体地，如图3所示，当由于交流系统侧故障导致有功功率不平衡时，在t1时间内，首先启动直流泄能动模装置，海上风场输出的有功功率通过直流泄能动模装置耗散，岸上动模换流站馈入交流系统的有功功率PAC迅速下降。在t2时间内，通过岸上动模换流站输入端直流电流反馈控制，控制岸上动模换流站输出的有功功率保持零状态。在t3时间内，逐渐控制直流泄能动模装置不再耗散海上风场输出的有功功率，从而使岸上动模换流站输出的有功功率恢复至初始水平，在启动第一控制机制的过程中，海上风场正常平稳运行，岸上动模换流站运行在STATCOM模式，必要时需要对岸上交流系统提供无功功率支撑。
步骤S2：启动第二控制机制的过程包括：在第四预设时间内，控制直流泄能动模装置耗散部分海上风场输出的有功功率，控制海上风场及岸上动模换流站的输出的有功功率降低至对应的预设阈值。
具体地，如图3所示，当需要调整海上风场发电功率和直流系统功率运行水平时，在t4时间内，控制直流泄能动模装置耗散部分海上风场发出的有功功率，从而使岸上动模换流站馈入交流系统的有功功率降为M％PAC，M为数值，通过对海上风场的紧急功率控制，控制海上风场输出的有功功率降为设定值。
本发明实施例提供的直流泄能动模装置的控制方法，在交流系统发生扰动或者交流系统运行方式发生改变的情况下，启动第一控制机制或第二控制机制，通过控制直流泄能动模装置迅速消耗掉多余的有功功率，保持交流系统内有功功率的平衡，避免出现直流过电压情况，维持系统的平稳运行。
在一具体实施例中，如图4所示，启动第一控制机制的过程，包括：
步骤S11：在第一预设时间内，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值及直流电流标幺值，生成第一短时控制信号，第一短时控制信号用于启动直流泄能动模装置，利用第一预设短时控制方法控制岸上动模换流站输出的有功功率快速下降，利用岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值，生成第一补偿信号。
在图3所示的功率时序示意图中，在t1时间内，本发明实施例首先在初始时刻利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值Udc(pu)及直流电流标幺值Idc2(pu)，生成第一短时控制信号α11，则直流泄能动模装置需要耗散的有功功率为α11PAC。
其中，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值Udc(pu)及直流电流标幺值Idc2(pu)，生成第一短时控制信号的过程，包括：对直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值Udc(pu)与直流电流标幺值Idc2(pu)的乘积进行低通滤波之后，得到第一短时控制信号α11。
由于交流系统中杂散参数和阻抗特性的影响，启动直流泄能动模装置，进入稳态后，岸上动模换流站馈入交流系统的有功功率并不能维持稳定状态，通常有一定的偏置，同时在t1时间内，本发明实施例利用岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值Idc1(pu)，生成第一补偿信号，
步骤S12：第一补偿信号对第一短时控制信号补偿后，得到第二短时控制信号，通过利用第二短时控制信号控制直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率在第二预设时间内保持零状态。
因此t2时间内，利用第一补偿信号对步骤S11进行负反馈控制，得到第二短时控制信号，此时第二短时控制信号为α12，则直流泄能动模装置需要耗散的有功功率为α12PAC。
其中，利用岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值，生成第一补偿信号的过程，包括：对岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值进行低通滤波；对滤波后的岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值进行积分，得到第一补偿信号。
步骤S13：在第二预设时间之后的第三预设时间内，对第一短时控制信号进行积分，得到积分值，并将第一短时控制积分与积分值的差值作为第三短时控制信号，通过利用第三短时控制信号直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平。
当交流系统恢复正常后，需要恢复交流系统的有功功率至原先的功率水平，则在第二预设时间之后的第三预设时间内，对第一短时控制信号进行积分，得到积分值，并将第一短时控制积分与积分值的差值作为第三短时控制信号α13，使直流泄能动模装置耗散的有功功率以设定的斜率值，逐渐降为零，从而使岸上动模换流站输出的有功功率恢复至初始水平。
本发明实施例利用如图5所示的短时控制框图实施第一控制机制(步骤S11～步骤S13)，图4中Udc为岸上动模换流站侧的直流电压，Idc2为流入直流泄能动模装置和岸上换流器之前的直流电流，Idc1为流入换流阀的直流电流，具体测量位置如图6所示。
图5所示的短时控制框图主要由三个主要的控制模块组成：1)模块1的功能是控制直流泄能动模装置迅速启动，海上风电场传输的有功功率全部通过直流泄能动模装置耗散掉；2)模块2的功能是对直流泄能动模装置的控制信号进行修正和补偿，目的是保证直流侧流入岸上换流器和交流系统(不考虑换流器和换流变压器的损耗)的有功功率基本为零；岸上换流器运行在STATCOM运行模式，能够提供一定的无功功率支撑；3)模块3的功能是改变直流泄能动模装置的控制信号，系统按照一定的斜率恢复至之前的功率水平。
在启动第一控制机制之前，图5中各开关的状态如下：开关1、开关2及开关3均切至1端，开关4切至2端，则启动第一控制机制的过程包括：
(1)在第一短时预设时间的初始时刻，将开关1切至2端，开关4仍切至2端，开关2及开关3保持仍切至1端，此时将实时测量的直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值的乘积为直流功率的标幺值，以此直流功率的标幺值作为基准控制信号可以保证系统运行在任意功率水平时直流泄能动模装置都能完全耗散掉海上风电场输送的直流功率，对直流功率的标幺值进行低通滤波之后，得到第一短时控制信号α11，第一短时控制信号α11迅速启动直流泄能动模装置，岸上换流器馈入交流系统的有功功率则通过定直流电压控制策略的调节逐渐降低到零。
同时，为了保持岸上动模换流站输出的有功功率持续稳定保持零状态，岸上换流器馈入交流系统的有功功率降为零之前，将开关2切至2端，对岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值进行低通滤波，对滤波后的岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值进行积分，得到第一补偿信号。
由换流器控制特性可知，工程上常用的定直流电压控制(包括外环控制和内环控制，如图7(a)及图7(b)所示)的等效时间常数大约为30-70ms左右，因此单纯依靠定直流电压控制岸上动模换流站，无法在10ms内把馈入交流系统的有功功率降为零。为了满足快速性的要求，在接收调度中心发送的控制信号，启动第一控制机制之后，还需要在换流器控制系统中进行以下两步操作：
1)将电流内环控制器交流电流d轴分量的持续给定值置零一定时间，然后再复位到之前的输入量；
2)将外环定直流电压控制器中积分器的值清零。
启动直流泄能动模装置之后，配合采用以上两步操作，换流器馈入交流系统的有功功率能在短时内降为零。
(2)在第二短时预设时间内，首先，在第二短时预设时间的初始时刻，开关1～4维持原状态不变，此时，第一补偿信号对第一短时控制信号进行补偿后，得到第二短时控制信号α12。模块2中的积分器的积分时间常数可以进行设置，保证系统的动态性能最优。
(3)当交流系统恢复正常后的第三短时预设时间初始时刻，将开关1切至1端，开关2切至1端，开关3切至2端，开关1切至1端，对第一短时控制信号进行积分，得到积分值，第一短时控制信号与积分值的差值作为第三短时控制信号，第三短时控制信号控制直流泄能动模装置的控制信号按照一定斜率降为零，控制直流泄能动模装置耗散的功率逐渐减少，馈入交流系统的功率逐步恢复。
(4)当交流系统功率恢复后，将开关1切至2端，开关4切至2端，开关3切至1端，开关2仍切至1端，模块2的积分器和模块3的积分器均清零。
在一具体实施例中，如图8所示，启动第二控制机制的过程，包括：
步骤S21：在第四预设时间内，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值，生成启动信号，启动直流泄能动模装置。
在图3所示的功率时序示意图中，在t4时间内，本发明实施例首先利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值Udc(pu)及直流电流标幺值Idc2(pu)，生成启动信号，启动直流泄能动模装置耗散部分海上风场输出的有功功率。
其中，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值，生成启动信号的过程，包括：对直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值的乘积进行低通滤波；将滤波后的乘积值与预设交流功率阈值的作差，得到启动信号。
步骤S22：利用馈入交流系统的有功功率标幺值，得到第二补偿信号，第二补偿信号对启动信号补偿后，得到长时控制信号，通过利用长时控制信号控制直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率稳定在其对应的预设阈值，控制海上风场输出的有功功率按照预设斜率下降至对应的预设阈值，直流泄能装置逐渐退出。
本发明实施例，在t4时间内，在启动直流泄能动模装置之后，馈入交流系统的有功功率标幺值PAC(pu)对启动信号进行补偿，得到长时控制信号α2，此时直流泄能动模装置耗散的功率为α2PAC。
其中，利用馈入交流系统的有功功率标幺值，得到第二补偿信号的过程，包括：对馈入交流系统的有功功率标幺值作为第四低通滤波器的低通滤波；将滤波后的标幺值与预设交流功率阈值的差值的积分作为第二补偿信号。
本发明实施例利用如图9所示的长时控制框图实施第二控制机制(步骤S21～步骤S22)，图8中Udc为岸上动模换流站侧的直流电压，Idc2为流入直流泄能动模装置和岸上换流器之前的直流电流，PAC为柔直注入岸上交流系统的有功功率，具体测量位置如图6所示。
图9所示的长时控制框图主要由两个主要的控制模块组成：1)模块4的功能是迅速启动直流泄能动模装置，使岸上交流系统的有功功率迅速降低至设定值；2)模块5的功能是对直流泄能动模装置的控制信号进行修正和补偿，避免交流系统的有功功率偏离设定值。
在启动第二控制机制之前，图9中各开关的状态如下：开关5切至1端，开关6切至1端，则启动第二控制机制的过程包括：
(1)实时测量的直流泄能动模装置输入端的直流电压Udc及直流电流Idc，在第四预设时间的初始时刻，将开关5切至2端，此时，将直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值的乘积经过低通滤波之后，得到直流功率标幺值，将直流功率标幺值与预设交流功率阈值Pset(pu)的差值，作为启动信号，启动直流泄能动模装置。
(2)由于系统中杂散参数和柔直控制系统的影响，在将开关5切至2端之后，进入稳态后岸上换流器馈入交流系统的有功功率并不能保持为设定值，通常有一定的波动。为了解决这个问题，在岸上换流器馈入交流系统的有功功率降为设定值之前，将开关6切至2端，此时，PAC(pu)为交流系统功率的标幺值，其与预设交流功率阈值Pset(pu)的偏差通过积分后生成第二补偿信号，第二补偿信号对启动信号补偿，得到长时控制信号α2，使稳态时馈入交流系统的有功功率保持为设定值。模块5的积分器的积分时间常数可以进行设置，保证系统的动态性能最优。
(3)由于热容量的限制，直流泄能动模装置无法长期运行。为了长期维持交流系统的有功功率为设定值，需要在启动直流泄能动模装置的同时降低海上风场侧输出的有功功率。具体做法是将紧急功率控制信号传送至风场侧，使风场功率按照一定的斜率下降至设定值，如图10所示。当交流系统功率稳定之后，开关4首先复位，然后开关6复位，模块5中的积分器清零。
需要说明的是，本发明实施例提供的直流泄能动模装置的控制方法可经过低压动模试验验证之后，可应用于实际海上风电经柔直并网工程的直流泄能动模装置，对提高大规模海上风电经柔直并网的故障穿越能力和稳定运行能力具有参考意义，对海上风电经柔直并网等实际工程的控制系统设计起到技术支撑作用。
本发明实施例提供的直流泄能动模装置的控制方法，在启动第一控制机制及第二控制机制的过程中，分别对第一短时控制信号及启动信号进行补偿，从而保证交流系统内有功功率的稳定性。
实施例2
本发明实施例提供一种直流泄能动模装置的控制系统，如图11所示，包括：
控制模块1，用于根据调度中心或本地控制保护中心发送的控制信号，启动第一控制机制或第二控制机制，启动模块包括：第一控制机制子单元及第二控制机制子单元；
第一控制子单元11，用于在第一预设时间内，控制直流泄能动模装置完全耗散海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率降为零，并保持零状态持续第二预设时间，在第三预设时间内，逐渐控制直流泄能动模装置不再消耗海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平；此模块执行实施例1中的步骤S1所描述的方法，在此不再赘述。
第二控制子单元12，用于在第四预设时间内，控制直流泄能动模装置耗散部分海上风场输出的有功功率，控制海上风场及岸上动模换流站的输出的有功功率降低至对应的预设阈值。此模块执行实施例1中的步骤S2所描述的方法，在此不再赘述。
本发明实施例提供的直流泄能动模装置的控制系统，在交流系统发生扰动或者交流系统运行方式发生改变的情况下，启动第一控制机制或第二控制机制，通过控制直流泄能动模装置迅速消耗掉多余的有功功率，保持交流系统内有功功率的平衡，避免出现直流过电压情况，维持系统的平稳运行。
实施例3
本发明实施例提供一种计算机设备，如图12所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Ramdom Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1的直流泄能动模装置的控制方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1的直流泄能动模装置的控制方法。
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固降硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请执行实施例1中的直流泄能动模装置的控制方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例1的直流泄能动模装置的控制方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固降硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种直流泄能动模装置的控制方法，其特征在于，直流泄能动模装置并联连接于海上动模换流站及岸上动模换流站之间，海上风场通过变压器与海上动模换流站连接，海上动模换流站与岸上动模换流站通过直流电缆连接，岸上动模换流站接入陆上的交流系统，所述海上动模换流站处于孤岛控制模式，所述岸上动模换流站工作在定直流电压控制模式，所述控制方法包括：
根据调度中心或本地控制保护中心发送的控制信号，启动第一控制机制或第二控制机制；其中，
启动第一控制机制的过程包括：在第一预设时间内，控制直流泄能动模装置完全耗散海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率降为零，并在保持零状态持续第二预设时间之后的第三预设时间内，逐渐控制直流泄能动模装置不再消耗海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平；
启动第二控制机制的过程包括：在第四预设时间内，控制直流泄能动模装置耗散部分海上风场输出的有功功率，控制海上风场及岸上动模换流站的输出的有功功率降低至对应的预设阈值；
所述启动第一控制机制的过程，包括：在第一预设时间内，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值及直流电流标幺值，生成第一短时控制信号，所述第一短时控制信号用于启动所述直流泄能动模装置，利用第一预设短时控制方法控制岸上动模换流站输出的有功功率快速下降，利用岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值，生成第一补偿信号；第一补偿信号对第一短时控制信号补偿后，得到第二短时控制信号，通过利用第二短时控制信号控制直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率在第二预设时间内保持零状态；在第二预设时间之后的第三预设时间内，对第一短时控制信号进行积分，得到积分值，并将第一短时控制积分与积分值的差值作为第三短时控制信号，通过利用第三短时控制信号直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平。
2.根据权利要求1所述的直流泄能动模装置的控制方法，其特征在于，所述启动第二控制机制的过程，包括：
在第四预设时间内，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值，生成启动信号，启动所述直流泄能动模装置；
利用馈入交流系统的有功功率标幺值，得到第二补偿信号，第二补偿信号对启动信号补偿后，得到长时控制信号，通过利用长时控制信号控制直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率稳定在其对应的预设阈值，控制海上风场输出的有功功率按照预设斜率下降至对应的预设阈值，直流泄能装置逐渐退出。
3.根据权利要求1所述的直流泄能动模装置的控制方法，其特征在于，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值及直流电流标幺值，生成第一短时控制信号的过程，包括：
对直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值的乘积进行低通滤波之后，得到第一短时控制信号。
4.根据权利要求1所述的直流泄能动模装置的控制方法，其特征在于，利用岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值，生成第一补偿信号的过程，包括：
对岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值进行低通滤波；
对滤波后的岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值进行积分，得到第一补偿信号。
5.根据权利要求2所述的直流泄能动模装置的控制方法，其特征在于，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值，生成启动信号的过程，包括：
对直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值与直流电流标幺值的乘积进行低通滤波；
将滤波后的乘积值与预设交流功率阈值的作差，得到启动信号。
6.根据权利要求2所述的直流泄能动模装置的控制方法，其特征在于，利用馈入交流系统的有功功率标幺值，得到第二补偿信号的过程，包括：
对馈入交流系统的有功功率标幺值作为第四低通滤波器的低通滤波；
将滤波后的标幺值与预设交流功率阈值的差值的积分作为第二补偿信号。
7.一种直流泄能动模装置的控制系统，其特征在于，包括：
控制模块，用于根据调度中心或本地控制保护中心发送的控制信号，启动第一控制机制或第二控制机制，启动模块包括：第一控制机制子单元及第二控制机制子单元；
第一控制子单元，用于在第一预设时间内，控制直流泄能动模装置完全耗散海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率降为零，并保持零状态持续第二预设时间，在第三预设时间内，逐渐控制直流泄能动模装置不再消耗海上风场输出的有功功率，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平；
第二控制子单元，用于在第四预设时间内，控制直流泄能动模装置耗散部分海上风场输出的有功功率，控制海上风场及岸上动模换流站的输出的有功功率降低至对应的预设阈值；
所述启动第一控制机制的过程，包括：在第一预设时间内，利用直流泄能动模装置输入端的直流电压标幺值及直流电流标幺值，生成第一短时控制信号，所述第一短时控制信号用于启动所述直流泄能动模装置，利用第一预设短时控制方法控制岸上动模换流站输出的有功功率快速下降，利用岸上动模换流站输入端的直流电流标幺值，生成第一补偿信号；第一补偿信号对第一短时控制信号补偿后，得到第二短时控制信号，通过利用第二短时控制信号控制直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率在第二预设时间内保持零状态；在第二预设时间之后的第三预设时间内，对第一短时控制信号进行积分，得到积分值，并将第一短时控制积分与积分值的差值作为第三短时控制信号，通过利用第三短时控制信号直流泄能动模装置的运行状态，控制岸上动模换流站输出的有功功率恢复至启动第一控制机制的初始水平。
8.一种计算机设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-6中任一所述的直流泄能动模装置的控制方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-6中任一所述的直流泄能动模装置的控制方法。
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