CN116613822B - 海上风电送出系统启动方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上风电送出系统启动方法及装置，其中该方法包括：启动陆上侧MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；在海上侧交流母线电压稳定后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用。本发明提供了基于整流侧采用DRU和MMC串联的混合型海上风电送出系统的启动方案，该方案解决了海上侧MMC由于串联二极管整流单元的反向截止不能直接从陆上侧MMC取能的问题，减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电送出技术领域，尤其涉及一种海上风电送出系统启动方法及装置。
背景技术
目前，海上风电送出工程通常采用工频交流输电或者直流输电。其中，工频交流输电方案的技术成熟度最高，但是其输电距离受限于海缆电容效应，通常用于输电距离在80km以内的海上风电场并网。远距离海上风电需采用直流输电并入电网。目前基于模块化多电平换流器（The Modular Multilevel Converter, MMC）的柔性直流输电系统是远海风电并网的典型方案，而采用二极管不控整流单元（Diode Rectifier Unit, DRU）可以进一步提升输电系统的经济性和可靠性。基于二极管不控整流单元的海上风电并网方案能否实施的关键在于海上交流系统电压的幅值和频率能否得到有效控制。为此，有专家学者提出在整流侧采用DRU和MMC串联的混合型远海风电送出方案。而由于海上侧MMC与DRU串联，海上侧的MMC的启动充电过程由于海上侧DRU的反向截止，不能直接从陆上侧MMC取能，所以常规的海上侧MMC的启动充电方式不适用，需要研究合适的系统启动方案。
发明内容
本发明实施例提供一种海上风电送出系统启动方法，用以解决海上侧MMC由于串联二极管整流单元的反向截止不能直接从陆上侧MMC取能的问题，减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来，该方法包括：
启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；
在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；
在海上侧交流母线电压稳定后，投入预设台数风电机组，并投入风电机组降功率控制，将二极管不控整流单元DRU的并联旁路开关上的电流控到小于第一预设电流值，并拉开旁路开关后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用。
本发明实施例还提供一种海上风电送出系统启动装置，用以解决海上侧MMC由于串联二极管整流单元的反向截止不能直接从陆上侧MMC取能的问题，减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来，该装置包括：
陆上侧MMC启动单元，用于启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；
海上侧MMC启动单元，用于在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；
系统升压及二极管整流单元投入单元，用于在海上侧交流母线电压稳定后，投入预设台数风电机组，并投入风电机组降功率控制，将二极管不控整流单元DRU的并联旁路开关上的电流控到小于第一预设电流值，并拉开旁路开关后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述海上风电送出系统启动方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述海上风电送出系统启动方法。
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述海上风电送出系统启动方法。
本发明实施例中，海上风电送出系统启动方案，工作时：启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；在海上侧交流母线电压稳定后，投入预设台数风电机组，并投入风电机组降功率控制，将二极管不控整流单元DRU的并联旁路开关上的电流控到小于第一预设电流值，并拉开旁路开关后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用，该方案针对整流侧采用DRU和MMC串联的混合型海上风电送出系统提出了一种系统整体启动方法，该方法可以解决海上侧MMC由于串联二极管整流单元的反向截止不能直接从陆上侧MMC取能的问题，减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中海上风电送出系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中海上风电送出系统启动方法的流程示意图；
图3为本发明另一实施例中海上风电送出系统启动方法的流程示意图；
图4为本发明实施例中海上风电送出系统启动装置的结构示意图；
图5为本发明实施例中计算机设备的结构示意图。
实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
现有技术方案没有关于整流侧采用DRU和MMC串联结构的混合型海上风电送出系统的启动方法的研究，本发明实施例提出一种海上风电送出系统启动方法，该方法主要是用于整流侧采用DRU和MMC串联的混合型海上风电送出系统。整流侧采用DRU和MMC串联的混合型海上风电送出系统如图1所示。
图2为本发明实施例中海上风电送出系统启动方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤101：启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；
步骤102：在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；
步骤103：在海上侧交流母线电压稳定后，投入预设台数风电机组，并投入风电机组降功率控制，将二极管不控整流单元DRU的并联旁路开关上的电流控到小于第一预设电流值，并拉开旁路开关后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用。
本发明实施例中，海上风电送出系统启动方法，工作时：启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；在海上侧交流母线电压稳定后，投入预设台数风电机组，并投入风电机组降功率控制，将二极管不控整流单元DRU的并联旁路开关上的电流控到小于第一预设电流值，并拉开旁路开关后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用，该方案针对整流侧采用DRU和MMC串联的混合型海上风电送出系统提出了一种系统整体启动方法，该方法可以解决海上侧MMC由于串联二极管整流单元的反向截止不能直接从陆上侧MMC取能的问题，减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来。
在一个实施例中，海上风电送出系统的初始状态可以为断开海上侧两个二极管整流单元的交流断路器，合上海上侧两个二极管整流单元的直流断路器以及旁路开关，合上线路上的直流断路器。
具体实施时，海上风电送出系统的上述初始状态可以进一步减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来。
在一个实施例中，启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值，可以包括：
解锁陆上侧MMC，合上陆上侧MMC交流断路器，对陆上侧MMC功率模块进行不控充电，直至功率模块电压稳定，并持续第一预设时段后，网侧MMC不控充电完成；
合上充电电阻旁路开关，进行可控充电，在充电电流小于第二预设电流值后，以预设速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第二预设时段后，可控充电完成；
在可控充电完成后，将陆上侧MMC有功控制模式设置为定直流电压控制模式，无功控制模式设置为控无功功率模式后，进行解锁，在直流电压的给定值由解锁时刻的直流电压斜坡上升到海上侧MMC直流电压额定值后，陆上侧MMC启动完成。
具体实施时，上述启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值的具体实施方案可以进一步减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来。
在一个实施例中，海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内，可以包括：
对海上侧MMC进行可控充电，以预设速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第三预设时段后，可控充电完成；
在可控充电完成后，海上侧MMC有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制，无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制，进行解锁，海上侧交流母线电压的给定值由0斜坡上升到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内，海上侧MMC启动完成。
具体实施时，上述在系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内的具体实施方案可以进一步减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来。
在一个实施例中，所述海上侧MMC直流电压额定值可以为0.3125pu。
在一个实施例中，所述串联二极管不启动条件下对应的数值可以为：0.6pu。
在一个实施例中，如图3所示，在海上侧交流母线电压稳定后，投入预设台数风电机组，并投入风电机组降功率控制，将二极管不控整流单元DRU的并联旁路开关上的电流控到小于第一预设电流值，并拉开旁路开关后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用，可以包括：
启动预设台数风电机组，使风电机组发出功率，为二极管整流单元投入做准备；
风电机组启动完成后，投入风场降功率控制；
采样海上侧两个二极管整流单元的旁路开关上的电流，当检测到两个旁路开关上的电流小于第一预设电流值后，拉开两个旁路开关；
两个旁路开关拉开第四预设时段后，陆上侧MMC的直流电压给定值开始由0.3125pu线性上升到1pu，将系统直流电压由0.3125pu建立到1pu；
延时第五预设时段后，合上海上侧两个二极管整流单元的交流断路器，投入两个海上侧串联的二极管整流单元；
延时第六预设时段后，海上侧MMC的d轴电压给定值由0.6pu线性上升到1pu，将海上侧交流母线电压由0.6pu建立到1pu；
在检测到系统直流电压大于或等于0.98pu时，闭锁陆上侧MMC，然后将陆上侧MMC的变压器由启动变压器切换到正常工作变压器，再次解锁陆上侧MMC；
在检测到海上侧交流母线电压建立起来后，风场开始升功率，进入正常工作模式。
具体实施时，上述在海上侧交流母线电压稳定后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用的具体实施方案可以进一步减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来。
为了便于理解本发明如何实施，下面对该海上风电送出系统启动方案进行整体介绍。
本发明实施例基于整流侧采用DRU和MMC串联的混合型海上风电送出系统研制一种系统整体启动方法，该方法可以解决海上侧MMC由于串联二极管整流单元的反向截止不能直接从陆上侧MMC取能的问题，减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳的启动起来。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
系统初始状态为断开海上侧两个二极管整流单元的交流断路器BRKAC1和BRKAC2，合上海上侧两个二极管整流单元的直流断路器BRK1和BRK2以及旁路开关BPS1和BPS2，合上线路上直流断路器；
先启动陆上侧MMC，将系统直流电压平稳建立到0.3125pu（该值是基于系统参数计算出来的，为海上侧MMC直流电压额定值）；
系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到保证二极管不启动条件下对应的电压数值范围内，如0.6pu；
海上侧交流母线电压稳定后，启动预设台数的风电机组（具体启动几台，风机发出的功率可以满足风电机组及MMC的运行损耗即可），风电机组启动完成后，投入风场降功率控制；
采样海上侧两个二极管整流单元的旁路开关BPS1和BPS2上的电流，当检测到两个旁路开关上的电流小于一定值（第一预设电流值，该值是由旁路开关的拉断电流决定的）之后，拉开两个旁路开关BPS1和BPS2；
两个旁路开关拉开一定时间（第四预设时段，如1s，1s是仿真中发现的相对合适的时间）后，陆上侧MMC开始将系统直流电压由0.3125pu控到1pu；
延时一段时间（第五预设时段，如0.2s，0.2s是仿真中发现的相对合适的时间）后，合上海上侧两个二极管整流单元的交流断路器BRKAC1和BRKAC2；
延时一段时间（第六预设时段，如0.1s，0.1s是仿真中发现的相对合适的时间）后，海上侧MMC将海上侧交流母线电压由0.6pu建立到1pu；
当检测到系统直流电压大于或等于0.98pu（需要接近1pu的一个值，保证切换变压器时不会有大的冲击，0.98pu是一个相对合适的值），闭锁陆上侧MMC，然后将陆上侧MMC的变压器由启动变压器切换到正常工作变压器，然后再次解锁陆上侧MMC；
当海上侧交流母线电压建立起来后，风场开始升功率，进入正常工作模式。
为了便于理解本发明如何实施，下面结合图3对本发明实施例做进一步的详细说明。
参见图3，本发明实施例包括陆上侧MMC启动、海上侧MMC启动和系统升压及串联二极管整流单元的投入流程。
初始状态，如图3所示，两个二极管整流单元的交流侧断路器BRKAC1和BRKAC2断开，两个整流二极管单元的直流断路器BRK1和BRK2以及旁路开关BPS1和BPS2合上，线路上的直流断路器合上。
1、陆上侧MMC启动
首先解锁陆上侧MMC，合上陆上侧MMC交流断路器，对陆上侧MMC功率模块进行不控充电（对阀的子模块开关器件不进行控制），直至模块电压稳定，并持续第一预设时段（0.3s至0.7 s，优选为如0.5s，可以有不同设置），网侧MMC（陆上侧MMC）不控充电完成。
合上充电电阻（图1中未示出，在陆上侧的阀侧或网侧）旁路开关，进行可控充电（即通过控制子模块的投切进行充电）。充电电流小于第二预设电流值（如0.1pu）后，以一定速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第二预设时段（如0.1s），可控充电完成。
可控充电完成后，陆上侧MMC有功控制模式设置为定直流电压控制模式，直流电压给定值为0.3125pu，无功控制模式设置为控无功功率模式，然后进行解锁，直流电压的给定值由解锁时刻的直流电压斜坡上升到0.3125pu，直流电压达到0.3125pu后，陆上侧MMC启动完成。
2、海上侧MMC启动
首先对海上侧MMC进行可控充电，以一定速率（预设速率，该速率取值可以与器件耐受有关）逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第三预设时段（如0.1s），可控充电完成。
可控充电完成后，海上侧MMC有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制，d轴电压给定值为0.6pu，无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制，q轴电压给定值为0pu，然后进行解锁，海上侧交流母线电压的给定值由0斜坡上升到0.6pu，即将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围（如0.6pu）内，海上侧交流母线电压达到0.6pu后，海上侧MMC启动完成。
3、系统升压及串联二极管整流单元投入流程
首先启动几台风电机组，使风电机组发出功率，为二极管整流单元投入做准备。
风电机组启动完成后，投入风场降功率控制。
采样海上侧两个二极管整流单元的旁路开关BPS1和BPS2上的电流，当检测到两个旁路开关上的电流小于一定值（第一预设电流值，该值是由旁路开关的拉断电流决定的）之后，拉开两个旁路开关BPS1和BPS2。
两个旁路开关拉开一定时间后，陆上侧MMC的直流电压给定值开始由0.3125pu线性上升到1pu，将系统直流电压由0.3125pu建立到1pu。
延时一段时间后，合上海上侧两个二极管整流单元的交流断路器BRKAC1和BRKAC2，投入两个海上侧串联的二极管整流单元；
延时一段时间后，海上侧MMC的d轴电压给定值由0.6pu线性上升到1pu，将海上侧交流母线电压由0.6pu建立到1pu。
当检测到系统直流电压大于等于0.98pu，闭锁陆上侧MMC，然后将陆上侧MMC的变压器由启动变压器切换到正常工作变压器，然后再次解锁陆上侧MMC。
当检测到海上侧交流母线电压建立起来后，风场开始升功率，进入正常工作模式。
与现有技术相比，本发明针对整流侧采用DRU和MMC串联的混合型海上风电送出系统研制一种系统整体启动方法，该方法可以解决海上侧MMC由于串联二极管整流单元的反向截止不能直接从陆上侧MMC取能的问题，减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳的启动起来。
本发明实施例中还提供了一种海上风电送出系统启动装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与海上风电送出系统启动方法相似，因此该装置的实施可以参见海上风电送出系统启动方法的实施，重复之处不再赘述。
图4为本发明实施例中海上风电送出系统启动装置的结构示意图，如图4所示，该装置包括：
陆上侧MMC启动单元01，用于启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；
海上侧MMC启动单元02，用于在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；
系统升压及二极管整流单元投入单元03，用于在海上侧交流母线电压稳定后，投入预设台数风电机组，并投入风电机组降功率控制，将二极管不控整流单元DRU的并联旁路开关上的电流控到小于第一预设电流值，并拉开旁路开关后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用。
在一个实施例中，海上风电送出系统的初始状态为断开海上侧两个二极管整流单元的交流断路器，合上海上侧两个二极管整流单元的直流断路器以及旁路开关，合上线路上的直流断路器。
在一个实施例中，所述陆上侧MMC启动单元具体用于：
解锁陆上侧MMC，合上陆上侧MMC交流断路器，对陆上侧MMC功率模块进行不控充电，直至功率模块电压稳定，并持续第一预设时段后，网侧MMC不控充电完成；
合上充电电阻旁路开关，进行可控充电，在充电电流小于第二预设电流值后，以预设速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第二预设时段后，可控充电完成；
在可控充电完成后，将陆上侧MMC有功控制模式设置为定直流电压控制模式，无功控制模式设置为控无功功率模式后，进行解锁，在直流电压的给定值由解锁时刻的直流电压斜坡上升到海上侧MMC直流电压额定值后，陆上侧MMC启动完成。
在一个实施例中，所述海上侧MMC启动单元具体用于：
对海上侧MMC进行可控充电，以预设速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第三预设时段后，可控充电完成；
在可控充电完成后，海上侧MMC有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制，无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制，进行解锁，海上侧交流母线电压的给定值由0斜坡上升到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内，海上侧MMC启动完成。
在一个实施例中，所述海上侧MMC直流电压额定值为0.3125pu。
在一个实施例中，所述串联二极管不启动条件下对应的数值为：0.6pu。
在一个实施例中，所述系统升压及二极管整流单元投入单元具体用于：
启动预设台数风电机组，使风电机组发出功率，为二极管整流单元投入做准备；
风电机组启动完成后，投入风场降功率控制；
采样海上侧两个二极管整流单元的旁路开关上的电流，当检测到两个旁路开关上的电流小于第一预设电流值后，拉开两个旁路开关；
两个旁路开关拉开第四预设时段后，陆上侧MMC的直流电压给定值开始由0.3125pu线性上升到1pu，将系统直流电压由0.3125pu建立到1pu；
延时第五预设时段后，合上海上侧两个二极管整流单元的交流断路器，投入两个海上侧串联的二极管整流单元；
延时第六预设时段后，海上侧MMC的d轴电压给定值由0.6pu线性上升到1pu，将海上侧交流母线电压由0.6pu建立到1pu；
在检测到系统直流电压大于或等于0.98pu时，闭锁陆上侧MMC，然后将陆上侧MMC的变压器由启动变压器切换到正常工作变压器，再次解锁陆上侧MMC；
在检测到海上侧交流母线电压建立起来后，风场开始升功率，进入正常工作模式。
基于前述发明构思，如图5所示，本发明还提出了一种计算机设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序530，所述处理器520执行所述计算机程序530时实现前述海上风电送出系统启动方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述海上风电送出系统启动方法。
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述海上风电送出系统启动方法。
本发明实施例中，海上风电送出系统启动方案，工作时：启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；在海上侧交流母线电压稳定后，投入预设台数风电机组，并投入风电机组降功率控制，将二极管不控整流单元DRU的并联旁路开关上的电流控到小于第一预设电流值，并拉开旁路开关后，控制海上风电送出系统升压至预设范围及二极管不控整流单元DRU投入使用，该方案针对整流侧采用DRU和MMC串联的混合型海上风电送出系统提出了一种系统整体启动方法，该方法可以解决海上侧MMC由于串联二极管整流单元的反向截止不能直接从陆上侧MMC取能的问题，减小系统启动过程的电压电流冲击，使系统可靠平稳地启动起来。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、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。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种海上风电送出系统启动方法，其特征在于，包括：
启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；海上风电送出系统的初始状态为断开海上侧两个二极管整流单元的交流断路器，合上海上侧两个二极管整流单元的直流断路器以及旁路开关，合上线路上的直流断路器；所述海上侧MMC直流电压额定值为0.3125pu；
在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；所述串联二极管不启动条件下对应的数值为：0.6pu；
在海上侧交流母线电压稳定后，启动预设台数风电机组，使风电机组发出功率，为二极管整流单元投入做准备；
风电机组启动完成后，投入风场降功率控制；
采样海上侧两个二极管整流单元的旁路开关上的电流，当检测到两个旁路开关上的电流小于第一预设电流值后，拉开两个旁路开关；第一预设电流值由旁路开关的拉断电流决定；
两个旁路开关拉开第四预设时段后，陆上侧MMC的直流电压给定值开始由0.3125pu线性上升到1pu，将系统直流电压由0.3125pu建立到1pu；
延时第五预设时段后，合上海上侧两个二极管整流单元的交流断路器，投入两个海上侧串联的二极管整流单元；
延时第六预设时段后，海上侧MMC的d轴电压给定值由0.6pu线性上升到1pu，将海上侧交流母线电压由0.6pu建立到1pu；
在检测到系统直流电压大于或等于0.98pu时，闭锁陆上侧MMC，然后将陆上侧MMC的变压器由启动变压器切换到正常工作变压器，再次解锁陆上侧MMC；
在检测到海上侧交流母线电压建立起来后，风场开始升功率，进入正常工作模式；
启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值，包括：
解锁陆上侧MMC，合上陆上侧MMC交流断路器，对陆上侧MMC功率模块进行不控充电，直至功率模块电压稳定，并持续第一预设时段后，网侧MMC不控充电完成；
合上充电电阻旁路开关，进行可控充电，在充电电流小于第二预设电流值后，以预设速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第二预设时段后，可控充电完成；
在可控充电完成后，将陆上侧MMC有功控制模式设置为定直流电压控制模式，无功控制模式设置为控无功功率模式后，进行解锁，在直流电压的给定值由解锁时刻的直流电压斜坡上升到海上侧MMC直流电压额定值后，陆上侧MMC启动完成；
在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内，包括：
对海上侧MMC进行可控充电，以预设速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第三预设时段后，可控充电完成；
在可控充电完成后，海上侧MMC有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制，无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制，进行解锁，海上侧交流母线电压的给定值由0斜坡上升到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内，海上侧MMC启动完成。
2.一种海上风电送出系统启动装置，其特征在于，包括：
陆上侧MMC启动单元，用于启动陆上侧模块化多电平换流器MMC，将海上风电送出系统直流电压建立到海上侧MMC直流电压额定值；海上风电送出系统的初始状态为断开海上侧两个二极管整流单元的交流断路器，合上海上侧两个二极管整流单元的直流断路器以及旁路开关，合上线路上的直流断路器；所述海上侧MMC直流电压额定值为0.3125pu；
海上侧MMC启动单元，用于在海上风电送出系统直流电压稳定后，解锁海上侧MMC，将海上侧交流母线电压建立到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内；所述串联二极管不启动条件下对应的数值为：0.6pu；
系统升压及二极管整流单元投入单元，用于：
在海上侧交流母线电压稳定后，启动预设台数风电机组，使风电机组发出功率，为二极管整流单元投入做准备；
风电机组启动完成后，投入风场降功率控制；
采样海上侧两个二极管整流单元的旁路开关上的电流，当检测到两个旁路开关上的电流小于第一预设电流值后，拉开两个旁路开关；第一预设电流值由旁路开关的拉断电流决定；
两个旁路开关拉开第四预设时段后，陆上侧MMC的直流电压给定值开始由0.3125pu线性上升到1pu，将系统直流电压由0.3125pu建立到1pu；
延时第五预设时段后，合上海上侧两个二极管整流单元的交流断路器，投入两个海上侧串联的二极管整流单元；
延时第六预设时段后，海上侧MMC的d轴电压给定值由0.6pu线性上升到1pu，将海上侧交流母线电压由0.6pu建立到1pu；
在检测到系统直流电压大于或等于0.98pu时，闭锁陆上侧MMC，然后将陆上侧MMC的变压器由启动变压器切换到正常工作变压器，再次解锁陆上侧MMC；
在检测到海上侧交流母线电压建立起来后，风场开始升功率，进入正常工作模式；
所述陆上侧MMC启动单元具体用于：
解锁陆上侧MMC，合上陆上侧MMC交流断路器，对陆上侧MMC功率模块进行不控充电，直至功率模块电压稳定，并持续第一预设时段后，网侧MMC不控充电完成；
合上充电电阻旁路开关，进行可控充电，在充电电流小于第二预设电流值后，以预设速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第二预设时段后，可控充电完成；
在可控充电完成后，将陆上侧MMC有功控制模式设置为定直流电压控制模式，无功控制模式设置为控无功功率模式后，进行解锁，在直流电压的给定值由解锁时刻的直流电压斜坡上升到海上侧MMC直流电压额定值后，陆上侧MMC启动完成；
所述海上侧MMC启动单元具体用于：
对海上侧MMC进行可控充电，以预设速率逐渐切除功率模块，直至功率模块电压到额定值，并持续第三预设时段后，可控充电完成；
在可控充电完成后，海上侧MMC有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制，无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制，进行解锁，海上侧交流母线电压的给定值由0斜坡上升到串联二极管不启动条件下对应的数值范围内，海上侧MMC启动完成。
3.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述方法。
4.一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程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述方法。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110086198A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-02 | 湖北工业大学 | 一种适用于海上风电并网的多端混合直流输电系统及启动控制方法 |
| CN110994662A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-04-10 | 许继电气股份有限公司 | 海上风电柔性直流送出系统启停控制方法 |
| CN113258598A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-13 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种海上风电直流送出的拓扑电路及控制方法 |
| CN113629753A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-11-09 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种海上风电直流输电系统及其黑启动方法 |
| CN214674375U (zh) * | 2020-12-31 | 2021-11-09 | 中国长江三峡集团有限公司 | 多端海上风电柔性直流与储能协同并网系统 |
| DE102020118353A1 (de) * | 2020-07-13 | 2022-01-13 | Universität Rostock | Verbindung zwischen Offshore-Energiesystemen und Landstromnetzen sowie Schwarzstartverfahren für Offshore-Energiesysteme |
| CN114362542A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-15 | 华北电力大学 | 基于单相mmc的超高变比多端口直流变换器拓扑 |
| CN114447974A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-05-06 | 国网经济技术研究院有限公司 | 一种海上风电不控整流直流输电系统 |
| CN115051394A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-09-13 | 中国长江三峡集团有限公司 | 海上风电直流送出系统及其启动方法、装置 |
| CN116054221A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-05-02 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种海上风电混合直流送出系统及启动方法 |
| CN116316785A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-06-23 | 长江三峡集团实业发展(北京)有限公司 | 基于岸上交叉开关的海上风电直流送出系统及控制方法 |
| CN116316782A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-23 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种混合轻型海上风电直流输电系统和方法 |
-
2023
- 2023-07-14 CN CN202310863357.1A patent/CN116613822B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110086198A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-02 | 湖北工业大学 | 一种适用于海上风电并网的多端混合直流输电系统及启动控制方法 |
| CN110994662A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-04-10 | 许继电气股份有限公司 | 海上风电柔性直流送出系统启停控制方法 |
| DE102020118353A1 (de) * | 2020-07-13 | 2022-01-13 | Universität Rostock | Verbindung zwischen Offshore-Energiesystemen und Landstromnetzen sowie Schwarzstartverfahren für Offshore-Energiesysteme |
| CN214674375U (zh) * | 2020-12-31 | 2021-11-09 | 中国长江三峡集团有限公司 | 多端海上风电柔性直流与储能协同并网系统 |
| CN113258598A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-13 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种海上风电直流送出的拓扑电路及控制方法 |
| CN113629753A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-11-09 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种海上风电直流输电系统及其黑启动方法 |
| CN114362542A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-15 | 华北电力大学 | 基于单相mmc的超高变比多端口直流变换器拓扑 |
| CN114447974A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-05-06 | 国网经济技术研究院有限公司 | 一种海上风电不控整流直流输电系统 |
| CN115051394A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-09-13 | 中国长江三峡集团有限公司 | 海上风电直流送出系统及其启动方法、装置 |
| CN116054221A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-05-02 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种海上风电混合直流送出系统及启动方法 |
| CN116316782A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-23 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种混合轻型海上风电直流输电系统和方法 |
| CN116316785A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-06-23 | 长江三峡集团实业发展(北京)有限公司 | 基于岸上交叉开关的海上风电直流送出系统及控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LCC-MMC混合级联型直流输电系统启动控制策略研究;何平港等;《电力系统保护与控制》;全文 * |
| Naushath M. Haleem等.Investigation of Fault Ride-Through Capability of Hybrid VSC-LCC Multi-Terminal HVDC Transmission Systems.IEEE.2018,全文. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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