CN116760093B - 可自启动的海上风电直流输电系统、启动控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力工程技术领域，提供了一种可自启动的海上风电直流输电系统、启动控制方法及装置。其中，该系统包括：陆上电网、陆上换流站、海上换流站和海上风电场；陆上电网与陆上换流站连接；陆上换流站与海上换流站连接，海上换流站包括第一二极管阀、海上半桥柔直换流阀、第二二极管阀、柴油发电机—变流器组和海上交流母线；第一二极管阀、海上半桥柔直换流阀、第二二极管阀在直流侧串联；第一二极管阀、海上半桥柔直换流阀、第二二极管阀、柴油发电机—变流器组分别与海上交流母线连接；海上交流母线与海上风电场连接。通过本发明，降低海上风电直流输电系统的建设成本，同时采用柴油发电机—变流器组实现海上换流站和海上风电场的自启动。
Description
技术领域
本发明涉及电力工程技术领域，尤其涉及一种可自启动的海上风电直流输电系统、启动控制方法及装置。
背景技术
目前已投运的远海风电多采用柔性直流送出，但海上柔直换流平台体积、重量均过大，且造价高。为了实现海上换流平台紧凑化和轻型化，以及减少海上换流站成本，现有技术主要有两种路线，一种是海上换流阀采用纯二极管；另一种是由二极管和辅助柔直换流阀（Modular Multilevel Converter，MMC）组成海上混合阀。
相较而言，混合阀的成本、体积和重量要低于纯柔直换流阀，高于纯二极管阀，但所高出的程度取决于辅助MMC的占比；同时混合阀相较纯二极管阀可极大减少无源滤波器的投资和占地，而且在性能方面，混合阀因其辅助MMC而具有启动海上风电场、有源滤波、提供一定程度的无功补偿及谐振抑制手段等优势。
现有技术中，采用了辅助MMC与二极管阀在直流侧并联的方案，其辅助MMC的直流电压与系统直流电压相同，导致辅助MMC子模块数量庞大，并不能有效减小换流阀的体积和成本；现有技术，或采用了辅助全桥MMC与二极管阀在直流侧串联的方案，相比并联方案可以有效减少全桥MMC体积和重量，但是为了实现陆上站往海上站反送启动电源，陆上站采用了晶闸管换流阀（Line Commutated Converter，LCC），而LCC存在换相失败的风险，降低了供电可靠性。
发明内容
为降低海上风电直流输电系统的建设成本，实现海上换流站和海上风电场的自启动，保证供电可靠性，本发明提出了一种可自启动的海上风电直流输电系统、启动控制方法及装置。
第一方面，本发明提供了一种可自启动的海上风电直流输电系统，该系统包括：陆上电网、陆上换流站、海上换流站和海上风电场；
陆上电网与陆上换流站连接；陆上换流站与海上换流站连接，海上换流站包括第一二极管阀、海上半桥柔直换流阀、第二二极管阀、柴油发电机—变流器组和海上交流母线；第一二极管阀、海上半桥柔直换流阀、第二二极管阀在直流侧串联；第一二极管阀、海上半桥柔直换流阀、第二二极管阀、柴油发电机—变流器组分别与海上交流母线连接；海上交流母线与海上风电场连接。
通过上述系统，在海上换流站中采用海上半桥柔直换流阀与第一二极管阀、第二二极管阀在直流侧串联，海上半桥柔直换流阀的子模块成本小于全桥子模块成本，同时海上换流站中采用低成本的柴油发电机—变流器组作为构网电源，为海上换流平台与风电场提供启动电源，系统在无法通过陆上反送启动电源的情况下，实现了自启动功能，并且柴油发电机—变流器组不存在换相失败风险，保障了供电可靠性。
在一种可选的实施方式中，陆上换流站包括陆上柔直换流阀，陆上柔直换流阀包括三相桥臂，三相桥臂的每个桥臂包括多个串联的半桥子模块。
通过上述实施方式，陆上换流站中采用半桥子模块可以进一步降低海上风电直流输电系统的建设成本，同时相较于采用LLC换流阀，提高了陆上换流站的供电可靠性。
在一种可选的实施方式中，陆上换流站还包括陆上柔直联接变，陆上柔直换流阀依次经过第二断路器、陆上柔直联接变、第一断路器与陆上电网连接。
在一种可选的实施方式中，柴油发电机—变流器组包括柴油发电机和变流器，海上换流站还包括变压器；
柴油发电机依次经过变流器、第三断路器、变压器、第四断路器与海上交流母线连接。
在一种可选的实施方式中，海上换流站还包括第一整流变、海上柔直联接变、第二整流变；
第一二极管阀依次经过第一整流变、第五断路器与海上交流母线连接；
海上半桥柔直换流阀依次经过第六断路器、海上柔直联接变、第七断路器与海上交流母线连接；
第二二极管阀依次经过第二整流变、第八断路器与海上交流母线连接。
第二方面，本发明还提供了一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法，用于第一方面的可自启动的海上风电直流输电系统，该方法包括：
通过陆上电网对陆上换流站进行充电，直到陆上换流站完成充电；
控制海上换流站中的海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑海上交流母线的交流母线电压，以启动海上风电场；
导通海上换流站中的第一二极管阀和第二二极管阀，完成可自启动的海上风电直流输电系统的启动。
通过上述方法，海上风电直流输电系统在无法通过陆上反送启动电源的情况下，采用低成本的柴油发电机—变流器组作为构网电源实现自启动功能。
在一种可选的实施方式中，陆上换流站包括陆上柔直换流阀、陆上柔直联接变，陆上柔直换流阀依次经过第二断路器、陆上柔直联接变、第一断路器与陆上电网连接；
通过陆上电网对陆上换流站进行充电，直到陆上换流站完成充电，包括：
闭合第一断路器、第二断路器，通过陆上电网对陆上柔直换流阀进行充电，直到陆上柔直换流阀完成充电，解锁陆上柔直换流阀。
在一种可选的实施方式中，控制海上换流站中的海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑海上交流母线的交流母线电压，以启动海上风电场，包括：
控制柴油发电机—变流器组建立交流母线电压，使得海上半桥柔直换流阀完成充电，解锁海上半桥柔直换流阀；
控制海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑交流母线电压，以启动海上风电场。
在一种可选的实施方式中，柴油发电机—变流器组包括柴油发电机和变流器；海上换流站还包括变压器、第一整流变、海上柔直联接变、第二整流变；柴油发电机依次经过变流器、第三断路器、变压器、第四断路器与海上交流母线连接；第一二极管阀依次经过第一整流变、第五断路器与海上交流母线连接；海上半桥柔直换流阀依次经过第六断路器、海上柔直联接变、第七断路器与海上交流母线连接；第二二极管阀依次经过第二整流变、第八断路器与海上交流母线连接；
控制柴油发电机—变流器组建立交流母线电压，使得海上半桥柔直换流阀完成充电，解锁海上半桥柔直换流阀，包括：
闭合第三断路器、第四断路器、第五断路器、第六断路器、第七断路器、第八断路器，控制柴油发电机—变流器组通过交流电压幅值与频率控制以零起升压的方式建立交流母线电压，在零起升压过程中即开始对海上半桥柔直换流阀充电，并为第一整流变、海上柔直联接变和第二整流变送电，在柴油发电机—变流器组建立交流母线电压后继续对海上半桥柔直换流阀充电，直至海上半桥柔直换流阀充电完成，解锁海上半桥柔直换流阀。
通过上述实施方式，控制柴油发电机—变流器组以交流电压幅值与频率零起升压的方式建立交流母线电压，为海上半桥柔直换流阀平稳充电，避免充电电流过流，为第一整流变、海上柔直联接变和第二整流变励磁，减小二极管阀投入时的电流冲击，避免添加额外的充电电阻。
在一种可选的实施方式中，控制海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑交流母线电压，以启动海上风电场，包括：
控制海上半桥柔直换流阀采用交流电压幅值与频率控制，与柴油发电机—变流器组共同支撑交流母线电压，以启动海上风电场中预设数量的风机；
当海上风电场中预设数量的风机启动并往海上换流站输送功率后，将柴油发电机切换为定有功功率与定无功功率控制。
在一种可选的实施方式中，导通海上换流站中的第一二极管阀和第二二极管阀，完成可自启动的海上风电直流输电系统的启动，包括：
控制海上半桥柔直换流阀增大交流母线电压，以导通第一二极管阀和第二二极管阀；
控制柴油发电机退出运行，并启动海上风电场的其他风机，完成系统的启动。
在一种可选的实施方式中，控制柴油发电机退出运行，包括：
降低柴油发电机的有功功率和无功功率，直至柴油发电机的有功功率和无功功率均为0后，断开第三断路器、第四断路器。
第三方面，本发明还提供了一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制装置，用于第一方面的可自启动的海上风电直流输电系统，该装置包括：
第一控制模块，用于通过陆上电网对陆上换流站进行充电，直到陆上换流站完成充电；
第二控制模块，用于控制海上换流站中的海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑海上交流母线的交流母线电压，以启动海上风电场；
导通模块，用于导通海上换流站中的第一二极管阀和第二二极管阀，完成可自启动的海上风电直流输电系统的启动。
第四方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行第二方面或第二方面的任一实施方式的可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法的步骤。
第五方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第二方面或第二方面的任一实施方式的可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法的步骤。
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是根据一示例性实施例提出的一种可自启动的海上风电直流输电系统的电路图；
图2是根据一示例性实施例提出的一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法的流程图；
图3 为根据一示例性实施例提出的一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制装置的结构示意图；
图4是根据一示例性实施例提出的一种计算机设备的硬件结构示意图。
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。
为降低海上风电直流输电系统的建设成本，实现海上换流站和海上风电场的自启动，保证供电可靠性，本发明提出了一种可自启动的海上风电直流输电系统、启动控制方法及装置。
图1是根据一示例性实施例提出的一种可自启动的海上风电直流输电系统的电路图。该系统包括：陆上电网1、陆上换流站2、海上换流站3和海上风电场4；
陆上电网1与陆上换流站2连接。
陆上换流站2与海上换流站3连接。示例性地，陆上换流站2通过直流海缆与海上换流站3连接。
海上换流站3包括第一二极管阀31、海上半桥柔直换流阀32、第二二极管阀33、柴油发电机—变流器组34和海上交流母线35；第一二极管阀31、海上半桥柔直换流阀32、第二二极管阀33在直流侧串联；第一二极管阀31、海上半桥柔直换流阀32、第二二极管阀33、柴油发电机—变流器组34分别与海上交流母线35连接；海上交流母线35与海上风电场4连接。
通过上述系统，在海上换流站3中采用海上半桥柔直换流阀32与第一二极管阀31、第二二极管阀33在直流侧串联，海上半桥柔直换流阀32的子模块成本小于全桥子模块成本，同时海上换流站3中采用低成本的柴油发电机—变流器组34作为构网电源，为海上换流站3与海上风电场4提供启动电源，系统在无法通过陆上反送启动电源的情况下，实现了自启动功能，并且柴油发电机—变流器组34不存在换相失败风险，保障了供电可靠性。
在图1中，陆上换流站2包括陆上柔直换流阀21，陆上柔直换流阀21包括三相桥臂，三相桥臂的每个桥臂包括多个串联的半桥子模块。
考虑到相关技术中，陆上换流站2采用直流电压大幅度可调的柔直换流阀，需要配置大量的全桥子模块，显著增加了陆上柔直换流阀21的成本。在本发明实施例中，陆上换流站2中采用半桥子模块，由于半桥子模块比全桥子模块少2个昂贵的功率半导体器件，因此进一步降低了海上风电直流输电系统的建设成本，同时相较于采用LLC换流阀，提高了陆上换流站2的供电可靠性。
在图1中，陆上换流站2还包括陆上柔直联接变22，陆上柔直换流阀21的A、B、C三相依次经过第二断路器24、陆上柔直联接变22、第一断路器23与陆上电网1连接。
在图1中，柴油发电机—变流器组34包括柴油发电机341和变流器342，海上换流站3还包括变压器36。
柴油发电机341依次经过变流器342、第三断路器37、变压器36、第四断路器38与海上交流母线35连接。
在图1中，海上换流站3还包括第一整流变39、海上柔直联接变40、第二整流变41。
第一二极管阀31依次经过第一整流变39、第五断路器42与海上交流母线35连接。
海上半桥柔直换流阀32依次经过第六断路器43、海上柔直联接变40、第七断路器44与海上交流母线35连接。
第二二极管阀33依次经过第二整流变41、第八断路器45与海上交流母线35连接。
图2是根据一示例性实施例提出的一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法的流程图，用于上述实施例中的可自启动的海上风电直流输电系统。如图2所示，该方法包括如下步骤S201至S203。
步骤S201：通过陆上电网1对陆上换流站2进行充电，直到陆上换流站2完成充电。
在一可选实施例中，通过陆上电网1对陆上换流站2中的陆上柔直换流阀进行充电，直到陆上柔直换流阀充电完成。
步骤S202：控制海上换流站3中的海上半桥柔直换流阀32和柴油发电机—变流器组34共同支撑海上交流母线35的交流母线电压，以启动海上风电场4。
步骤S203：导通海上换流站3中的第一二极管阀31和第二二极管阀33，完成可自启动的海上风电直流输电系统的启动。
通过本发明实施例提供的启动控制方法，海上风电直流输电系统在无法通过陆上反送启动电源的情况下，采用低成本的柴油发电机—变流器组34作为构网电源实现自启动功能。
在一示例中，陆上换流站2包括陆上柔直换流阀21、陆上柔直联接变22，陆上柔直换流阀21依次经过第二断路器24、陆上柔直联接变22、第一断路器23与陆上电网1连接。
在上述步骤S201中，通过陆上电网1对陆上换流站2进行充电的具体内容包括：
闭合第一断路器23、第二断路器24，通过陆上电网1对陆上柔直换流阀21进行充电，直到陆上柔直换流阀21完成充电，解锁陆上柔直换流阀21。
在一可选实施例中，陆上柔直换流阀21充电完成后，解锁陆上柔直换流阀21，设定陆上柔直换流阀21的直流电压为额定直流电压。
在一示例中，在上述步骤S202中，通过如下步骤控制海上换流站3中的海上半桥柔直换流阀32和柴油发电机—变流器组34共同支撑海上交流母线35的交流母线电压，包括：
步骤a1：控制柴油发电机—变流器组34建立交流母线电压，使得海上半桥柔直换流阀32完成充电，解锁海上半桥柔直换流阀32。
在一可选实施例中，柴油发电机—变流器组34建立交流母线电压的电压数值可以略低于额定交流母线电压，示例性地，可以设定为0.95倍的交流母线电压，目的是在海上半桥柔直换流阀32解锁前，使海上换流站3的站直流电压低于陆上换流站2的直流电压，不让二极管阀导通。
在一可选实施例中，海上半桥柔直换流阀32可以为不控充电，也可以为可控充电，在此不做具体限制。
步骤a2：控制海上半桥柔直换流阀32和柴油发电机—变流器组34共同支撑交流母线电压，以启动海上风电场4。
在一示例式中，柴油发电机—变流器组34包括柴油发电机341和变流器342；海上换流站3还包括变压器36、第一整流变39、海上柔直联接变40、第二整流变41；柴油发电机341依次经过变流器342、第三断路器37、变压器36、第四断路器38与海上交流母线35连接；第一二极管阀31依次经过第一整流变39、第五断路器42与海上交流母线35连接；海上半桥柔直换流阀32依次经过第六断路器43、海上柔直联接变40、第七断路器44与海上交流母线35连接；第二二极管阀33依次经过第二整流变41、第八断路器45与海上交流母线35连接。
在上述步骤a1中，通过如下方式控制柴油发电机—变流器组34建立交流母线电压，使得海上半桥柔直换流阀32完成充电：
闭合第三断路器37、第四断路器38、第五断路器42、第六断路器43、第七断路器44、第八断路器45，控制柴油发电机—变流器组34通过交流电压幅值与频率控制（V/F控制）以零起升压的方式建立交流母线电压，在零起升压过程中即开始对海上半桥柔直换流阀32充电，并为第一整流变39、海上柔直联接变40和第二整流变41送电，在柴油发电机—变流器组34建立交流母线电压后继续对海上半桥柔直换流阀32充电，直至海上半桥柔直换流阀32充电完成，解锁海上半桥柔直换流阀32。
通过本发明实施例，控制柴油发电机—变流器组34以交流电压幅值与频率控制零起升压的方式建立交流母线电压，为海上半桥柔直换流阀32平稳充电，避免充电电流过流，为第一整流变39、海上柔直联接变40和第二整流变41励磁，减小二极管阀投入时的电流冲击，避免添加额外的充电电阻。
在一示例中，在上述步骤a2中，通过如下方式控制海上半桥柔直换流阀32和柴油发电机—变流器组34共同支撑交流母线电压：
控制海上半桥柔直换流阀32采用交流电压幅值与频率控制（V/F控制），与柴油发电机—变流器组34共同支撑交流母线电压，以启动海上风电场4中预设数量的风机；
当海上风电场4中预设数量的风机启动并往海上换流站3输送功率后，将柴油发电机341切换为定有功功率与定无功功率控制（P/Q控制）。
在一可选实施例中，海上风电场4的启动风机数量可以根据实际需要设定，在此不做具体限制。
在一示例中，在上述步骤S203中，导通海上换流站3中的第一二极管阀31和第二二极管阀33的具体步骤包括：
首先，控制海上半桥柔直换流阀32增大交流母线电压，以导通第一二极管阀31和第二二极管阀33。
在一可选实施例中，陆上柔直换流阀21在建立直流电压后，对直流海缆完成充电。海上半桥柔直换流阀32增大交流母线电压，使得海上换流站3的直流电压大于直流海缆与海上换流站3连接处的直流电压，此时第一二极管阀31和第二二极管阀33导通。海上风电场4中风机送往海上换流站3中的功率通过直流海缆输送至陆上换流站2。
然后，控制柴油发电机341退出运行，并启动海上风电场4的其他风机，完成系统的启动。此时，海上风电直流输电系统转为正常运行状态。
在一可选实施例中，通过如下方式控制柴油发电机341退出运行：
降低柴油发电机341的有功功率和无功功率，直至柴油发电机341的有功功率和无功功率均为0后，断开第三断路器37、第四断路器38。
基于相同发明构思，本发明实施例还提供一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制装置，用于上述实施例中的可自启动的海上风电直流输电系统，如图3所示，该装置包括：
第一控制模块301，用于通过陆上电网对陆上换流站进行充电，直到陆上换流站完成充电；详细内容参见上述实施例中步骤S201的描述，在此不再赘述。
第二控制模块302，用于控制海上换流站中的海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑海上交流母线的交流母线电压，以启动海上风电场；详细内容参见上述实施例中步骤S202的描述，在此不再赘述。
导通模块303，用于导通海上换流站中的第一二极管阀和第二二极管阀，完成可自启动的海上风电直流输电系统的启动。详细内容参见上述实施例中步骤S203的描述，在此不再赘述。
在一示例中，陆上换流站包括陆上柔直换流阀、陆上柔直联接变，陆上柔直换流阀依次经过第二断路器、陆上柔直联接变、第一断路器与陆上电网连接。第一控制模块301包括：
第一控制子模块，用于闭合第一断路器、第二断路器，通过陆上电网对陆上柔直换流阀进行充电，直到陆上柔直换流阀完成充电，解锁陆上柔直换流阀。详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
在一示例中，第二控制模块302包括：
第二控制子模块，用于控制柴油发电机—变流器组建立交流母线电压，使得海上半桥柔直换流阀完成充电，解锁海上半桥柔直换流阀；详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
第三控制子模块，用于控制海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑交流母线电压，以启动海上风电场。详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
在一示例中，柴油发电机—变流器组包括柴油发电机和变流器；海上换流站还包括变压器、第一整流变、海上柔直联接变、第二整流变；柴油发电机依次经过变流器、第三断路器、变压器、第四断路器与海上交流母线连接；第一二极管阀依次经过第一整流变、第五断路器与海上交流母线连接；海上半桥柔直换流阀依次经过第六断路器、海上柔直联接变、第七断路器与海上交流母线连接；第二二极管阀依次经过第二整流变、第八断路器与海上交流母线连接。第二控制子模块包括：
第一控制单元，用于闭合第三断路器、第四断路器、第五断路器、第六断路器、第七断路器、第八断路器，控制柴油发电机—变流器组通过交流电压幅值与频率控制以零起升压的方式建立交流母线电压，在零起升压过程中即开始对海上半桥柔直换流阀充电，并为第一整流变、海上柔直联接变和第二整流变送电，在柴油发电机—变流器组建立交流母线电压后继续对海上半桥柔直换流阀充电，直至海上半桥柔直换流阀充电完成，解锁海上半桥柔直换流阀。详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
在一示例中，第三控制子模块包括：
第二控制单元，用于控制海上半桥柔直换流阀采用交流电压幅值与频率控制，与柴油发电机—变流器组共同支撑交流母线电压，以启动海上风电场中预设数量的风机；详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
第三控制单元，用于当海上风电场中预设数量的风机启动并往海上换流站输送功率后，将柴油发电机切换为定有功功率与定无功功率控制。详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
在一示例中，导通模块303包括：
第四控制子模块，用于控制海上半桥柔直换流阀增大交流母线电压，以导通第一二极管阀和第二二极管阀；详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
第五控制子模块，用于控制柴油发电机退出运行，并启动海上风电场的其他风机，完成系统的启动。详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
在一示例中，第五控制子模块包括：
第四控制单元，用于降低柴油发电机的有功功率和无功功率，直至柴油发电机的有功功率和无功功率均为0后，断开第三断路器、第四断路器。详细内容参见上述实施例中的描述，在此不再赘述。
上述装置的具体限定以及有益效果可以参见上文中对于可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法的限定，在此不再赘述。上述各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图4是根据一示例性实施例提出的一种计算机设备的硬件结构示意图。如图4所示，该设备包括一个或多个处理器410以及存储器420，存储器420包括持久内存、易失内存和硬盘，图4中以一个处理器410为例。该设备还可以包括：输入装置430和输出装置440。
处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
处理器410可以为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。处理器410还可以为其他通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（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、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。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420作为一种非暂态计算机可读存储介质，包括持久内存、易失内存和硬盘，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法对应的程序指令/模块。处理器410通过运行存储在存储器420中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述任意一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法。
存储器420可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据、需要使用的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器420可选包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至数据处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器420中，当被一个或者多个处理器410执行时，执行如图2所示的方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图2所示的实施例中的相关描述。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的控制方法。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（RandomAccess Memory，RAM）、快闪存储器（Flash Memory）、硬盘（Hard Disk Drive，缩写：HDD）或固态硬盘（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。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法，其特征在于，用于可自启动的海上风电直流输电系统，所述系统包括：陆上电网、陆上换流站、海上换流站和海上风电场；所述陆上电网与所述陆上换流站连接；所述陆上换流站与所述海上换流站连接，所述海上换流站包括第一二极管阀、海上半桥柔直换流阀、第二二极管阀、柴油发电机—变流器组和海上交流母线；所述第一二极管阀、所述海上半桥柔直换流阀、所述第二二极管阀在直流侧串联；所述第一二极管阀、所述海上半桥柔直换流阀、所述第二二极管阀、所述柴油发电机—变流器组分别与所述海上交流母线连接；所述海上交流母线与所述海上风电场连接；
所述方法包括：
通过陆上电网对陆上换流站进行充电，直到所述陆上换流站完成充电；
控制海上换流站中的海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑海上交流母线的交流母线电压，以启动海上风电场；
导通所述海上换流站中的第一二极管阀和第二二极管阀，完成可自启动的海上风电直流输电系统的启动；
所述控制海上换流站中的海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑海上交流母线的交流母线电压，以启动海上风电场，包括：
控制所述柴油发电机—变流器组建立所述交流母线电压，使得所述海上半桥柔直换流阀完成充电，解锁所述海上半桥柔直换流阀；
控制所述海上半桥柔直换流阀和所述柴油发电机—变流器组共同支撑所述交流母线电压，以启动所述海上风电场；
所述柴油发电机—变流器组包括柴油发电机和变流器；所述海上换流站还包括变压器、第一整流变、海上柔直联接变、第二整流变；所述柴油发电机依次经过所述变流器、第三断路器、所述变压器、第四断路器与所述海上交流母线连接；所述第一二极管阀依次经过所述第一整流变、第五断路器与所述海上交流母线连接；所述海上半桥柔直换流阀依次经过第六断路器、所述海上柔直联接变、第七断路器与所述海上交流母线连接；所述第二二极管阀依次经过所述第二整流变、第八断路器与所述海上交流母线连接；
所述控制所述柴油发电机—变流器组建立所述交流母线电压，使得所述海上半桥柔直换流阀完成充电，解锁所述海上半桥柔直换流阀，包括：
闭合所述第三断路器、所述第四断路器、所述第五断路器、所述第六断路器、所述第七断路器、所述第八断路器，控制柴油发电机—变流器组通过交流电压幅值与频率控制以零起升压的方式建立所述交流母线电压，在零起升压过程中即开始对所述海上半桥柔直换流阀充电，并为所述第一整流变、所述海上柔直联接变和所述第二整流变送电，在所述柴油发电机—变流器组建立所述交流母线电压后继续对所述海上半桥柔直换流阀充电，直至所述海上半桥柔直换流阀充电完成，解锁所述海上半桥柔直换流阀。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陆上换流站包括陆上柔直换流阀、陆上柔直联接变，所述陆上柔直换流阀依次经过第二断路器、所述陆上柔直联接变、第一断路器与所述陆上电网连接；
所述通过陆上电网对陆上换流站进行充电，直到所述陆上换流站完成充电，包括：
闭合所述第一断路器、所述第二断路器，通过所述陆上电网对所述陆上柔直换流阀进行充电，直到所述陆上柔直换流阀完成充电，解锁所述陆上柔直换流阀。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述海上半桥柔直换流阀和所述柴油发电机—变流器组共同支撑所述交流母线电压，以启动所述海上风电场，包括：
控制所述海上半桥柔直换流阀采用交流电压幅值与频率控制，与所述柴油发电机—变流器组共同支撑所述交流母线电压，以启动所述海上风电场中预设数量的风机；
当所述海上风电场中预设数量的风机启动并往所述海上换流站输送功率后，将所述柴油发电机切换为定有功功率与定无功功率控制。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述导通所述海上换流站中的第一二极管阀和第二二极管阀，完成可自启动的海上风电直流输电系统的启动，包括：
控制所述海上半桥柔直换流阀增大所述交流母线电压，以导通所述第一二极管阀和所述第二二极管阀；
控制所述柴油发电机退出运行，并启动所述海上风电场的其他风机，完成所述系统的启动。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制所述柴油发电机退出运行，包括：
降低所述柴油发电机的有功功率和无功功率，直至所述柴油发电机的有功功率和无功功率均为0后，断开所述第三断路器、所述第四断路器。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述陆上柔直换流阀包括三相桥臂，所述三相桥臂的每个桥臂包括多个串联的半桥子模块。
7.一种可自启动的海上风电直流输电系统启动控制装置，其特征在于，用于可自启动的海上风电直流输电系统，所述系统包括：陆上电网、陆上换流站、海上换流站和海上风电场；所述陆上电网与所述陆上换流站连接；所述陆上换流站与所述海上换流站连接，所述海上换流站包括第一二极管阀、海上半桥柔直换流阀、第二二极管阀、柴油发电机—变流器组和海上交流母线；所述第一二极管阀、所述海上半桥柔直换流阀、所述第二二极管阀在直流侧串联；所述第一二极管阀、所述海上半桥柔直换流阀、所述第二二极管阀、所述柴油发电机—变流器组分别与所述海上交流母线连接；所述海上交流母线与所述海上风电场连接；
所述装置包括：
第一控制模块，用于通过陆上电网对陆上换流站进行充电，直到所述陆上换流站完成充电；
第二控制模块，用于控制海上换流站中的海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑海上交流母线的交流母线电压，以启动海上风电场；
导通模块，用于导通所述海上换流站中的第一二极管阀和第二二极管阀，完成可自启动的海上风电直流输电系统的启动；
所述控制海上换流站中的海上半桥柔直换流阀和柴油发电机—变流器组共同支撑海上交流母线的交流母线电压，以启动海上风电场，包括：
控制所述柴油发电机—变流器组建立所述交流母线电压，使得所述海上半桥柔直换流阀完成充电，解锁所述海上半桥柔直换流阀；
控制所述海上半桥柔直换流阀和所述柴油发电机—变流器组共同支撑所述交流母线电压，以启动所述海上风电场；
所述柴油发电机—变流器组包括柴油发电机和变流器；所述海上换流站还包括变压器、第一整流变、海上柔直联接变、第二整流变；所述柴油发电机依次经过所述变流器、第三断路器、所述变压器、第四断路器与所述海上交流母线连接；所述第一二极管阀依次经过所述第一整流变、第五断路器与所述海上交流母线连接；所述海上半桥柔直换流阀依次经过第六断路器、所述海上柔直联接变、第七断路器与所述海上交流母线连接；所述第二二极管阀依次经过所述第二整流变、第八断路器与所述海上交流母线连接；
所述控制所述柴油发电机—变流器组建立所述交流母线电压，使得所述海上半桥柔直换流阀完成充电，解锁所述海上半桥柔直换流阀，包括：
闭合所述第三断路器、所述第四断路器、所述第五断路器、所述第六断路器、所述第七断路器、所述第八断路器，控制柴油发电机—变流器组通过交流电压幅值与频率控制以零起升压的方式建立所述交流母线电压，在零起升压过程中即开始对所述海上半桥柔直换流阀充电，并为所述第一整流变、所述海上柔直联接变和所述第二整流变送电，在所述柴油发电机—变流器组建立所述交流母线电压后继续对所述海上半桥柔直换流阀充电，直至所述海上半桥柔直换流阀充电完成，解锁所述海上半桥柔直换流阀。
8.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-6中任一项所述的可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的可自启动的海上风电直流输电系统启动控制方法的步骤。
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