1.一種海上風(fēng)電接入多端柔性直流輸電系統(tǒng)的頻率控制方法,包括如下步驟:
(1)當(dāng)系統(tǒng)中有換流站x退出運(yùn)行情況下,判斷換流站x所在受端電網(wǎng)S能否自消納轉(zhuǎn)移功率;
(2)若受端電網(wǎng)S無(wú)法自消納轉(zhuǎn)移功率,則重新配置受端電網(wǎng)S中其他健全換流站的控制模式;
(3)計(jì)算系統(tǒng)中相鄰異步電網(wǎng)的綜合頻率偏移量;
(4)根據(jù)所述的綜合頻率偏移量利用附加的虛擬慣量控制器和槳距角控制器分別調(diào)節(jié)海上風(fēng)電場(chǎng)控制器中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)有功功率參考值和槳距角參考值,以調(diào)節(jié)海上風(fēng)電場(chǎng)的有功功率輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制方法,其特征在于:所述的步驟(1)中判斷換流站x所在受端電網(wǎng)S能否自消納轉(zhuǎn)移功率的具體過(guò)程為:首先,通過(guò)以下公式計(jì)算受端電網(wǎng)S的自消納功率總量
其中:y表示受端電網(wǎng)S中任一健全的換流站,Sy為換流站y的額定容量,Qy為換流站y的輸出無(wú)功功率,為換流站x退出運(yùn)行前換流站y注入受端電網(wǎng)S的有功功率;
若轉(zhuǎn)移功率大于該自消納功率總量則判定受端電網(wǎng)S無(wú)法自消納轉(zhuǎn)移功率,所述的轉(zhuǎn)移功率即為換流站x退出運(yùn)行前的有功功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制方法,其特征在于:所述的步驟(2)中重新配置受端電網(wǎng)S中其他健全換流站的控制模式,即對(duì)于受端電網(wǎng)S中任一健全的換流站y,將其控制模式改為滿發(fā)定功率控制模式,將其定功率參考值設(shè)為:
其中:Sy為換流站y的額定容量,Qy為換流站y故障前的輸出無(wú)功功率,為換流站y的定功率參考值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制方法,其特征在于:所述的相鄰異步電網(wǎng)為系統(tǒng)中由海上風(fēng)電場(chǎng)送電且與受端電網(wǎng)S異步相連的所有交流電網(wǎng)集合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制方法,其特征在于:所述的步驟(3)中通過(guò)以下公式計(jì)算相鄰異步電網(wǎng)的綜合頻率偏移量:
其中:M表示相鄰異步電網(wǎng),j表示相鄰異步電網(wǎng)M中的任一發(fā)電機(jī),Δω為相鄰異步電網(wǎng)M的綜合頻率偏移量,Δωj為發(fā)電機(jī)j的轉(zhuǎn)速偏差標(biāo)幺值,Hj為發(fā)電機(jī)j的慣性時(shí)間常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制方法,其特征在于:所述步驟(4)中利用附加的虛擬慣量控制器調(diào)節(jié)海上風(fēng)電場(chǎng)控制器中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)有功功率參考值,具體實(shí)現(xiàn)為:所述的虛擬慣量控制器由通信延時(shí)器、微分調(diào)節(jié)器、滯回比較器、乘法器以及比例調(diào)節(jié)器組成;其中,通信延時(shí)器的輸入為綜合頻率偏移量,通信延時(shí)器的輸出接微分調(diào)節(jié)器的輸入,微分調(diào)節(jié)器的輸出接滯回比較器的輸入并作為乘法器的一輸入,滯回比較器的輸出作為乘法器的另一輸入,乘法器的輸出接比例調(diào)節(jié)器的輸入,比例調(diào)節(jié)器的輸出為轉(zhuǎn)子側(cè)有功功率的附加控制量;進(jìn)而使海上風(fēng)電場(chǎng)控制器中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)有功功率參考值減去該附加控制量即得到新的轉(zhuǎn)子側(cè)有功功率參考值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制方法,其特征在于:所述步驟(4)中利用附加的槳距角控制器調(diào)節(jié)海上風(fēng)電場(chǎng)控制器中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳距角參考值,具體實(shí)現(xiàn)為:所述的槳距角控制器由通信延時(shí)器、調(diào)差系數(shù)模擬器、比例調(diào)節(jié)器、PI調(diào)節(jié)器、加法器、速率限制器以及限幅器組成;其中,通信延時(shí)器的輸入為綜合頻率偏移量,通信延時(shí)器的輸出接調(diào)差系數(shù)模擬器的輸入,調(diào)差系數(shù)模擬器的輸出接比例調(diào)節(jié)器的輸入以及PI調(diào)節(jié)器的輸入,比例調(diào)節(jié)器的輸出以及PI調(diào)節(jié)器的輸出分別作為加法器的兩個(gè)輸入,加法器的輸出接速率限制器的輸入,速率限制器的輸出接限幅器的輸入,限幅器的輸出為槳距角的附加控制量;進(jìn)而使海上風(fēng)電場(chǎng)控制器中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳距角參考值減去該附加控制量即得到新的槳距角參考值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的頻率控制方法,其特征在于:所述通信延時(shí)器的傳遞函數(shù)為其中,s為拉普拉斯算子,Td為預(yù)設(shè)的延時(shí)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率控制方法,其特征在于:所述的滯回比較器當(dāng)其輸入的絕對(duì)值大于等于閾值CH,則持續(xù)輸出高電平1;當(dāng)其輸入的絕對(duì)值小于等于閾值CL且持續(xù)超過(guò)一定時(shí)間,則持續(xù)輸出低電平0。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頻率控制方法,其特征在于:所述的速率限制器使當(dāng)前時(shí)刻輸入與前一時(shí)刻輸入的變化率限制在固定上下限范圍內(nèi)后輸出。