风电柔性直流的故障穿越控制方法和故障穿越控制装置与流程

本发明涉及电力系统控制领域，具体而言，涉及一种柔性直流的故障穿越控制方法和故障穿越控制装置。

背景技术：

1、随着远海海上风电大力开发，海上风电经柔性直流孤岛送出成为常见的一种送出形式。然而，随着并网海上风电机组容量和风场容量越大，风机与柔性直流的相互作用越发明显。

2、针对孤岛送出系统，现有柔性直流多采用vf控制方式，具体包括：给定频率生成控制相位，dq控制支路分为电压环控制和电流环控制，其中，电压环控制目标为utd＝utref、utq＝0，d轴输出电压为设定电压，q轴输出电压为0；电流环控制目标为控制实际电流跟踪外环输出的dq轴电流指令值。

3、基于上述vf控制方式，在故障穿越期间，监测到低电压穿越信号之后，电压环控制积分器冻结，输出电流根据电压控制的电压跌落程度限制电流幅值，再根据电压环输出dq轴电流执行大小进行等比例分配，得到限幅后的dq轴电流指令。

4、此外，为了应对送端交流故障柔性直流无法快速建立参考电压的问题，现有技术中还有一种方式为故障期间柔性直流的电压环控制不冻结，而是切换至慢积分参数，但是这类控制方法针对光伏送出系统设计，在应用于风电时，由于风电电压、电流环带宽更低，与柔性直流交互作用更明显，切换外环电压控制参数对暂态故障穿越效果不明显。

5、综上所述，现有vf控制方式中，在系统常规运行状态下与故障穿越过程中采用的是相同的比例积分控制系数，在海上风电高功率的情况下，上述故障穿越方法面临失效风险。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种风电柔性直流的故障穿越控制方法、装置、计算机可读存储介质和柔性直流送出系统，以至少解决现有技术中在故障穿越过程中基于与正常运行状态下的比例系数和积分系数进行控制，故障穿越方法失效的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种柔性直流的故障穿越控制方法，包括：获取柔性直流送出系统的换流阀的交流侧电压，得到第一电压，在所述第一电压小于或等于第一阈值的情况下，控制所述柔性直流送出系统进入故障穿越模式；在所述柔性直流送出系统处于所述故障穿越模式的情况下，获取当前时刻所述柔性直流送出系统的输出功率，得到第一功率，获取第一时刻所述柔性直流送出系统的输出功率，得到第二功率，所述第一时刻为当前时刻前间隔预设时长的时刻；根据所述第一功率和所述第二功率的偏差确定所述柔性直流送出系统处于所述故障穿越模式下进行vf控制的比例系数和积分系数，得到第一比例系数和第一积分系数，禁止电压前馈控制并基于所述第一比例系数和所述第一积分系数进行vf控制直至所述柔性直流送出系统退出所述故障穿越模式。

3、可选地，在根据所述第一比例系数和所述第一积分系数进行vf控制之后，所述方法还包括：在所述第一电压大于或等于第二阈值的情况下，控制所述柔性直流送出系统退出所述故障穿越模式，所述第二阈值大于所述第一阈值。

4、可选地，在控制所述柔性直流送出系统退出所述故障穿越模式之后，所述方法还包括：若所述柔性直流送出系统退出所述故障穿越模式，则获取所述柔性直流送出系统故障前进行vf控制的所述比例系数和所述积分系数，得到第二比例系数和第二积分系数，恢复所述电压前馈控制且基于所述第二比例系数和所述第二积分系数进行vf控制。

5、可选地，根据所述第一功率和所述第二功率的偏差确定所述柔性直流送出系统处于所述故障穿越模式下进行vf控制的比例系数，包括：计算所述第一功率和所述第二功率的差值，得到功率偏差值；基于所述功率偏差值查询第一映射关系，得到所述第一比例系数，所述第一映射关系为所述功率偏差值和所述比例系数的映射关系，所述比例系数与所述功率偏差值正相关。

6、可选地，根据所述第一功率和所述第二功率的偏差确定所述柔性直流送出系统处于所述故障穿越模式下进行vf控制的积分系数，包括：计算所述第一功率和所述第二功率的差值，得到功率偏差值；基于所述功率偏差值查询第二映射关系，得到所述第一积分系数，所述第二映射关系为所述功率偏差值和所述积分系数的映射关系，所述积分系数与所述功率偏差值正相关。

7、可选地，禁止电压前馈控制并基于所述第一比例系数和所述第一积分系数进行vf控制直至所述柔性直流送出系统退出所述故障穿越模式，包括：分别获取所述柔性直流送出系统的d轴电流指令值和q轴电流指令值，得到第一电流和第二电流；分别获取所述柔性直流送出系统的d轴电流实际值和q轴电流实际值，得到第三电流和第四电流；计算所述第一电流和所述第三电流的差值，得到第一电流偏差，计算所述第二电流和所述第四电流的差值，得到第二电流偏差；基于所述第一电流偏差、所述第一比例系数和所述第一积分系数进行比例积分运算确定d轴的电压目标值，得到第一目标电压，基于所述第二电流偏差、所述第一比例系数和所述第一积分系数进行比例积分运算确定q轴的电压目标值，得到第二目标电压，基于所述第三电流进行电压环控制确定q轴的电压参考值，得到第三目标电压，基于所述第四电流进行电压环控制确定d轴的电压参考值，得到第四目标电压；计算所述第一目标电压和所述第四目标电压的差值并确定为d轴电压分量，得到第五目标电压，计算所述第二目标电压和所述第三目标电压的和并确定为q轴电压分量，得到第六目标电压；基于所述第五目标电压和所述第六目标电压依次进行电流限幅控制、合并运算和极坐标转换求解所述vf控制的输出指令，得到第一控制指令，并基于所述第一控制指令控制所述柔性直流送出系统运行。

8、可选地，恢复所述电压前馈控制且基于所述第二比例系数和所述第二积分系数进行vf控制，包括：分别获取所述柔性直流送出系统的d轴电压实际值和q轴电压实际值，得到第七目标电压和第八目标电压；计算所述第一目标电压与所述第四目标电压的差值并计算差值与所述第七目标电压之和并确定为d轴电压分量，得到第九目标电压，计算所述第二目标电压、所述第三目标电压与所述第八目标电压的和并确定为q轴电压分量，得到第十目标电压；基于所述第九目标电压和所述第十目标电压依次进行电流限幅控制、合并运算和极坐标转换求解所述vf控制的输出指令，得到第二控制指令，并基于所述第二控制指令控制所述柔性直流送出系统运行。

9、根据本技术的另一方面，提供了一种柔性直流的故障穿越控制装置，所述装置包括：第一获取单元，用于获取柔性直流送出系统的换流阀的交流侧电压，得到第一电压，在所述第一电压小于或等于第一阈值的情况下，控制所述柔性直流送出系统进入故障穿越模式；第二获取单元，用于在所述柔性直流送出系统处于所述故障穿越模式的情况下，获取当前时刻所述柔性直流送出系统的输出功率，得到第一功率，获取第一时刻所述柔性直流送出系统的输出功率，得到第二功率，所述第一时刻为当前时刻前间隔预设时长的时刻；第一控制单元，用于根据所述第一功率和所述第二功率的偏差确定所述柔性直流送出系统处于所述故障穿越模式下进行vf控制的比例系数和积分系数，得到第一比例系数和第一积分系数，禁止电压前馈控制并基于所述第一比例系数和所述第一积分系数进行vf控制直至所述柔性直流送出系统退出所述故障穿越模式。

10、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

11、根据本技术的又一方面，提供了一种风电柔性直流送出系统，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

12、应用本技术的技术方案，在上述风电柔性直流的故障穿越控制方法中，首先，获取柔性直流送出系统的换流阀的交流侧电压，得到第一电压，在上述第一电压小于或等于第一阈值的情况下，控制上述柔性直流送出系统进入故障穿越模式；然后，在上述柔性直流送出系统处于上述故障穿越模式的情况下，获取当前时刻上述柔性直流送出系统的输出功率，得到第一功率，获取第一时刻上述柔性直流送出系统的输出功率，得到第二功率，上述第一时刻为当前时刻前间隔预设时长的时刻；最后，根据上述第一功率和上述第二功率的偏差确定上述柔性直流送出系统处于上述故障穿越模式下进行vf控制的比例系数和积分系数，得到第一比例系数和第一积分系数，禁止电压前馈控制并基于上述第一比例系数和上述第一积分系数进行vf控制直至上述柔性直流送出系统退出上述故障穿越模式。本技术针对柔性直流送出系统基于vf控制进行故障穿越过程中，基于故障状态的输出功率和预设时间前的输出功率进行比例运算得到比例系数和积分系数，基于更新后的比例系数和积分系数进行运算，并禁用电压前馈，直至故障穿越结束，恢复原比例系数和积分系数，该方法解决了现有技术中在故障穿越过程中基于与正常运行状态下的比例系数和积分系数进行控制，故障穿越方法失效的问题。