CN116599029A - 海上风电耗能装置投切状态判断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种海上风电耗能装置投切状态判断方法及装置，涉及海上风力发电技术领域，该方法包括：监控海上换流站的第一运行数据；获取预设的判断参数；基于第一运行数据和判断参数确定耗能装置的投切状态。由此，通过监控海上换流站的第一运行数据，可以准确的把握耗能装置投入运行的时刻，提升系统整体应变的时效性，从而可以提升风力发电并网系统的运行效率，降低运行成本。

Description

海上风电耗能装置投切状态判断方法及装置

技术领域

本公开涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种海上风电耗能装置投切状态判断方法及装置。

背景技术

与陆上风电相比，海上风电具有风能资源稳定、不占用土地、消纳条件良好等独特优势。当前技术中，海上风电经柔直送出系统在陆上换流站交流系统发生故障时，往往需要风电机组与柔直系统协同控制，实现陆上交流系统低电压故障穿越。通常采用柔直系统陆上逆变站直流侧配有耗能装置与海上风电机组控制策略协调配合，根据响应速度，在陆上交流系统发生交流故障引起陆上逆变站直流侧电压升高，耗能装置投入，经过一定延时，风电机组进行协同调控，基本策略为实时监测整流站直流电压值，当陆上逆变站交流系统发生故障时，其直流侧电压上升，直流电压上升到上限值时，耗能装置投入，直流电压降低，此时海上整流站出现dUdcr/dt<0,风电机组判定耗能装置投入运行，进行桨距角控制或者增大转子转速降低，使得传输给柔直系统的有功功率Pin降低，降低耗能装置耗能需求，实现陆上逆变站直流电压稳定在允许区间。当故障消除后，同样是耗能装置先行退出，风电机组收到故障消除信号或耗能装置退出信号后才会进一步动作，风电机组的延时动作会使得故障消除后，陆上交流系统功率不足，影响系统整体恢复速率。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的一个目的在于提出一种海上风电耗能装置投切状态判断方法。

本公开的第二个目的在于提出一种海上风电耗能装置投切状态判断装置。

本公开的第三个目的在于提出一种电子设备。

本公开的第四个目的在于提出一种非瞬时计算机可读存储介质。

本公开的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。

为达上述目的，本公开第一方面实施方式提出了一种海上风电耗能装置投切状态判断方法，包括：监控海上换流站的第一运行数据；获取预设的判断参数；基于第一运行数据和判断参数确定耗能装置的投切状态。。

根据本公开的一个实施方式，第一运行数据包括第一交流电压值，判断参数为第一直流电压阈值，基于第一运行数据和判断参数确定耗能装置的投切状态，包括：将第一直流电压值与第一直流电压阈值进行比较；响应于第一直流电压值小于第一直流电压阈值，确定投切状态为投入状态。

根据本公开的一个实施方式，第一运行数据包括第一直流频率值，判断参数为第一直流频率阈值，基于第一运行数据和判断参数确定耗能装置的投切状态，包括：将第一直流频率值与第一直流频率阈值进行比较；响应于第一直流频率值大于第一直流频率阈值，确定投切状态为投入状态。

根据本公开的一个实施方式，第一运行数据包括第一直流电压值，判断参数为第一变化阈值，基于第一运行数据和判断参数确定耗能装置的投切状态，包括：基于第一直流电压值确定第一直流电压变换率；将第一直流电压变换率与第一变化阈值进行比较，响应于第一直流电压变换率小于第一变化阈值，确定投切状态为投入状态。

根据本公开的一个实施方式，基于第一直流电压值确定第一直流电压变换率，还包括：基于第一运行数据，确定预设时间内的第一直流电压变化值；基于第一直流电压变化值和预设时间进行相除，确定第一直流电压变换率。

根据本公开的一个实施方式，响应于投切状态为投入状态之后，还包括：启动耗能装置，监控海上换流站的第二运行数据；基于第二运行数据判断耗能装置的投切状态；响应于投切状态为关闭状态，关闭耗能装置。

根据本公开的一个实施方式，第二运行数据包括第二交流电压值、第二直流频率值、第二直流电压变化值和第二直流电压值，基于第二运行数据判断耗能装置的投切状态，包括：响应于满足以下任一条件，确定投切状态为关闭状态：第二交流电压值与第二直流电压阈值相同；或者第二直流频率值与第二直流频率阈值相同；或者第二直流电压变化值与第二变化阈值相同，且第二直流电压值在额定直流电压范围内。

为达上述目的，本公开第二方面实施例提出了一种海上风电耗能装置投切状态判断装置，包括：监控模块，用于监控海上换流站的第一运行数据；判断模块，用于基于第一运行数据判断耗能装置的投切状态；切换模块，用于响应于投切状态为投入状态，启动耗能装置。

为达上述目的，本公开第三方面实施例提出了一种电子设备，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，以实现如本公开第一方面实施例所述的海上风电耗能装置投切状态判断方法。

为达上述目的，本公开第四方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于实现如本公开第一方面实施例所述的海上风电耗能装置投切状态判断方法。

为达上述目的，本公开第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时用于实现如本公开第一方面实施例所述的海上风电耗能装置投切状态判断方法。

由此，通过监控海上换流站的第一运行数据，可以准确的把握耗能装置投入运行的时刻，提升系统整体应变的时效性，提升风力发电并网系统的运行效率，降低运行成本。

附图说明

图1是本公开一个实施方式的一种海上风电耗能装置投切状态判断方法的示意图；

图2是根据本公开实施例提供的风力发电并网系统结构示意图；

图3是本公开一个实施方式的另一种海上风电耗能装置投切状态判断方法的示意图；

图4是本公开一个实施方式的另一种海上风电耗能装置投切状态判断方法的示意图；

图5是本公开一个实施方式的一种海上风电耗能装置投切状态判断装置的示意图；

图6是本公开一个实施方式的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

图1为本公开提出的一种海上风电耗能装置投切状态判断方法的一种示例性实施方式的示意图，如图1所示，该海上风电耗能装置投切状态判断方法包括以下步骤：

S101，监控海上换流站的第一运行数据。

在本公开实施例中，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基于电压源换流器的柔性直流输电技术。柔性直流输电技术将风电场内部交流系统与外部大电网有效地隔离开，这样海上风电的强随机性、高间歇性和大波动性对主网的负面影响就减轻到最小程度，极大地提升了海上风电并网安全稳定性。

图2是根据本公开实施例提供的风力发电并网系统结构示意图，如图2所示，本实施例的风力发电并网系统包括柔性直流输电系统(柔直系统)、风机变流系统(风机变流器)以及其它任意可能的装置，对此不做限制。其中，柔性直流输电系统包括海上换流站和陆上换流站，路上换流站与陆上电网系统连接，海上换流站与海上电网连接；而风机变流系统包括机侧变流器和网侧变流器，该机侧变流器与风机发电机连接，网测变流器与海上电网连接，关于风力发电并网系统的具体结构，本实施例不做限制。

在实际应用中，风电场产生的机械功率例如可以用Pm表示；风力发电并网系统的输入功率，即：机械功率转化的电功率(也可以称为电磁功率)，其可以用Pin表示；风力发电并网系统的输出功率，即：并入陆上电网的功率，其可以用Pout表示；而风力发电并网系统(更具体为柔性直流输电系统)产生的盈余功率可以用Pec表示，关系为Pin＝Pout+Pec。在陆上没有发生交流故障系统稳态运行时，Pm＝Pin＝Pout，Pec＝0。

其中，本实施例的海上换流站例如采用定交流电压、定频率控制策略(也可以称为控制模式)，也即是说，海上换流站在稳态运行时为固定交流电压、固定频率，并且还可以配有低压限压和低压调频控制策略；而陆上换流站例如采用定直流电压、定无功功率控制策略，也即是说，海上换流站稳态运行时为固定交流电压、固定无功功率，并且还配置有低压无功控制策略；而机侧变流器例如采用定直流电压、定无功功率控制策略，而网侧变流器例如采用定电磁功率、定无功功率控制策略，此外，网侧变流器同时配有低压限流控制策略。

在本公开实施例中，可通过检测海上换流站的第一运行数据来判断当前风力发电并网系统的运行状态，需要说明的是，第一运行数据可包括多种，举例来说，可包括海上换流站的电压数据、电流数据、运行功率等，此处不作任何限定，具体可根据实际的设计需要进行限定。

S102，获取预设的判断参数。

需要说明的是，不同的第一运行数据对应的判断参数可为不同，此处不作任何限定。

S103，基于第一运行数据和判断参数确定耗能装置的投切状态。

在本公开实施例中，耗能装置可包括多种，举例来说，可包括耗能电阻、耗能电感等，此处不作任何限定，具体可根据实际的设计需要进行限定。耗能装置用以吸收盈余功率，其中，该耗能装置例如可以配置在陆上换流站直流侧。

在启动耗能装置后，还需要将进行桨距角控制或者增大转子转速降低，使得传输给柔直系统的有功功率Pin降低，降低耗能装置耗能需求，实现陆上逆变站直流电压稳定在允许区间。当故障消除后，同样是耗能装置先行退出，风电机组收到故障消除信号或耗能装置退出信号后才会进一步动作，风电机组的延时动作会使得故障消除后，陆上交流系统功率不足，影响系统整体恢复速率。

在本公开实施例中，可基于第一运行数据判断耗能装置的投切状态，需要说明的是，投切状态可分为多种，举例来说，可包括启动状态、关闭状态等，具体需要根据实际情况进行判定。

在本公开实施例中，可通过将第一运行数据和判定阈值进行比较，以确定耗能装置的投切状态，该判定阈值可为提前设定好的，并可根据实际的设计需要进行变更。

在本公开实施例中，首先监控海上换流站的第一运行数据，然后基于第一运行数据判断耗能装置的投切状态，最后响应于投切状态为投入状态，启动耗能装置。由此，通过监控海上换流站的第一运行数据，可以准确的把握耗能装置投入运行的时刻，提升系统整体应变的时效性，提升风力发电并网系统的运行效率，降低运行成本。

在本公开实施例中第一运行数据包括第一交流电压值，判断参数为第一直流电压阈值，将第一直流电压值与第一直流电压阈值进行比较，响应于第一直流电压值小于第一直流电压阈值，确定投切状态为投入状态。

可选地，第一运行数据包括第一直流频率值，判断参数为第一直流频率阈值，响应于第一直流频率值大于第一直流频率阈值，确定投切状态为投入状态。

可选地，第一运行数据包括第一直流电压值，判断参数为第一变化阈值，基于第一直流电压值确定第一直流电压变换率，将第一直流电压变换率与第一变化阈值进行比较，响应于第一直流电压变换率小于第一变化阈值，确定投切状态为投入状态。

需要说明的是，基于第一直流电压值确定第一直流电压变换率，可首先基于第一运行数据，确定预设时间内的第一直流电压变化值，然后基于第一直流电压变化值和预设时间进行相除，确定第一直流电压变换率。

在本公开实施例中，首先将第一运行数据和设定阈值进行比较，然后响应于第一运行数据满足设定阈值，确定投切状态为投入状态。通过设定设定阈值，并将第一运行数据和设定阈值进行比较，可以准确的确定当前耗能装置的投切状态，为后续对耗能装置的状态进行切换提供基础。

上述实施例中，响应于投切状态为投入状态，启动耗能装置之后，还可通过图4进一步解释，该方法包括：

S401，启动耗能装置，监控海上换流站的第二运行数据。

在本公开实施例中，第二运行数据为风力发电并网系统在故障条件下的，对海上换流站进行监控的第二运行数据。

需要说明的是，第二运行数据可包括多种，举例来说，可包括海上换流站的电压数据、电流数据、运行功率等，此处不作任何限定，具体可根据实际的设计需要进行限定。

S402，基于第二运行数据判断耗能装置的投切状态。

在本公开实施例中，第二运行数据包括第二交流电压值、第二直流频率值、第二直流电压变化值和第二直流电压值。

可选地，第二交流电压值与第二直流电压阈值相同，则确定投切状态为关闭状态。

可选地，第二直流频率值与第二直流频率阈值相同，则确定投切状态为关闭状态。

可选地，第二直流电压变化值与第二变化阈值相同，且第二直流电压值在额定直流电压范围内，则确定投切状态为关闭状态。

需要说明的是，第二直流电压阈值、第二直流频率阈值、第二变化阈值和额定直流电压范围为提前设定好的，并可根据实际的设计需要进行变更，此处不作任何限定。

S403，响应于投切状态为关闭状态，关闭耗能装置。

在本公开实施例中，首先监控海上换流站的第二运行数据，然后基于第二运行数据判断耗能装置的投切状态，最后响应于投切状态为关闭状态，关闭耗能装置。由此，通过监控海上换流站的第二运行数据，准确的确定投切状态为关闭状态的时间点，可以实现快速的关闭耗能装置，提升风力发电并网系统的应变反应，加速故障结束后系统平滑稳定恢复。

与上述几种实施例提供的海上风电耗能装置投切状态判断方法相对应，本公开的一个实施例还提供了一种海上风电耗能装置投切状态判断装置，由于本公开实施例提供的海上风电耗能装置投切状态判断装置与上述几种实施例提供的海上风电耗能装置投切状态判断方法相对应，因此上述海上风电耗能装置投切状态判断方法的实施方式也适用于本公开实施例提供的海上风电耗能装置投切状态判断装置，在下述实施例中不再详细描述。

图5为本公开提出的一种海上风电耗能装置投切状态判断装置的示意图，如图5所示，该海上风电耗能装置投切状态判断装置500，包括：监控模块510、获取模块520、切换模块530。

其中，监控模块510，用于监控海上换流站的第一运行数据。

获取模块520，用于获取预设的判断参数

切换模块530，用于基于第一运行数据和判断参数确定耗能装置的投切状态。

在本公开的一个实施例中，第一运行数据包括第一交流电压值，获取模块520，还用于：将第一直流电压值与第一直流电压阈值进行比较；响应于第一直流电压值小于第一直流电压阈值，确定投切状态为投入状态。

在本公开的一个实施例中，第一运行数据包括第一直流频率值，获取模块520，还用于：将第一直流频率值与第一直流频率阈值进行比较；响应于第一直流频率值大于第一直流频率阈值，确定投切状态为投入状态。

在本公开的一个实施例中，第一运行数据包括第一直流电压值，获取模块520，还用于：基于第一运行数据，确定预设时间内的第一直流电压变化值；基于第一直流电压变化值和预设时间进行相除，确定第一直流电压变换率。

在本公开的一个实施例中，获取模块520，还用于：基于第一运行数据，确定预设时间内的第一直流电压变化值；基于第一直流电压变化值和预设时间进行相除，确定第一直流电压变换率。

在本公开的一个实施例中，切换模块530，还用于：启动耗能装置，监控海上换流站的第二运行数据；基于第二运行数据判断耗能装置的投切状态；响应于投切状态为关闭状态，关闭耗能装置。

在本公开的一个实施例中，第二运行数据包括第二交流电压值、第二直流频率值、第二直流电压变化值和第二直流电压值，切换模块530，还用于：响应于满足以下任一条件，确定投切状态为关闭状态：第二交流电压值与第二直流电压阈值相同；或者第二直流频率值与第二直流频率阈值相同；或者第二直流电压变化值与第二变化阈值相同，且第二直流电压值在额定直流电压范围内。

为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种电子设备600，如图6所示，该电子设备600包括：处理器601和处理器通信连接的存储器602，存储器602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601执行，以实现如本公开第一方面实施例的海上风电耗能装置投切状态判断方法。

为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机实现如本公开第一方面实施例的海上风电耗能装置投切状态判断方法。

为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如本公开第一方面实施例的海上风电耗能装置投切状态判断方法。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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公开和简化描述，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公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种海上风电耗能装置投切状态判断方法，其特征在于，包括：

监控海上换流站的第一运行数据；

获取预设的判断参数；

基于所述第一运行数据和所述判断参数确定耗能装置的投切状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一运行数据包括第一交流电压值，所述判断参数为第一直流电压阈值，所述基于所述第一运行数据和所述判断参数确定耗能装置的投切状态，包括：

将所述第一直流电压值与所述第一直流电压阈值进行比较；

响应于所述第一直流电压值小于第一直流电压阈值，确定所述投切状态为投入状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一运行数据包括第一直流频率值，所述判断参数为第一直流频率阈值，所述基于所述第一运行数据和所述判断参数确定耗能装置的投切状态，包括：

将所述第一直流频率值与所述第一直流频率阈值进行比较；

响应于所述第一直流频率值大于第一直流频率阈值，确定所述投切状态为投入状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一运行数据包括第一直流电压值，所述判断参数为第一变化阈值，所述基于所述第一运行数据和所述判断参数确定耗能装置的投切状态，包括：

基于所述第一直流电压值确定第一直流电压变换率；

将所述第一直流电压变换率与所述第一变化阈值进行比较，响应于所述第一直流电压变换率小于所述第一变化阈值，确定所述投切状态为投入状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一直流电压值确定第一直流电压变换率，还包括：

基于所述第一运行数据，确定预设时间内的第一直流电压变化值；

基于所述第一直流电压变化值和所述预设时间进行相除，确定所述第一直流电压变换率。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述投切状态为投入状态之后，还包括：

启动所述耗能装置，监控所述海上换流站的第二运行数据；

基于所述第二运行数据判断耗能装置的所述投切状态；

响应于所述投切状态为关闭状态，关闭所述耗能装置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二运行数据包括第二交流电压值、第二直流频率值、第二直流电压变化值和第二直流电压值，所述基于所述第二运行数据判断耗能装置的投切状态，包括：

响应于满足以下任一条件，确定所述投切状态为所述关闭状态：

所述第二交流电压值与第二直流电压阈值相同；或者

所述第二直流频率值与第二直流频率阈值相同；或者

所述第二直流电压变化值与第二变化阈值相同，且所述第二直流电压值在额定直流电压范围内。

8.一种海上风电耗能装置投切状态判断装置，其特征在于，包括：

监控模块，用于监控海上换流站的第一运行数据；

获取模块，用于获取预设的判断参数；

切换模块，用于基于所述第一运行数据和所述判断参数确定耗能装置的投切状态。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器；

其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一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中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。