提升風電場MMC-HVDC系統LVRT能力的協調控制策略

朱 蒙, 李衛星, 晁璞璞, 徐殿國, 李語童

(哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院, 黑龍江省哈爾濱市 150001)

0 引言

開發和利用以風能為代表的新能源對社會經濟發展、環境保護和應對能源危機等具有重要意義。近年來,風電的開發利用取得了快速發展,大規模風電場通過直流輸電模式接入電網引起廣泛關注[1]。基于模塊化多電平換流器的高壓直流(MMC-HVDC)輸電技術結合了電壓源換流(VSC)技術與脈沖調制技術,具有模塊化程度高、波形質量好、占地面積小等優點[2-5],是大規模風電并網的有效方式。迄今,MMC-HVDC輸電技術已在多項國外風電工程中應用,中國在南澳和舟山也采用了風電場經MMC-HVDC接入電網的方案[6]。

為了保證電網的安全可靠運行,連接風電場的直流輸電系統應具備低電壓穿越(LVRT)能力。現有的低電壓穿越方法按照原理不同可分為基于通信的快速降載法[7]、附加直流卸荷電路法[8]、升頻法[9]和降壓法[10]四類。其中,基于通信的降載策略會產生響應延時,通信故障時會降低系統可靠性。附加卸荷電路法對風電場的機械和電氣系統影響最小,但需要額外配置開關器件和卸荷電阻。文獻[9-10]采用對風電場集電系統升頻或降壓的方式實現低電壓穿越,同時將直流電壓越限作為故障傳導信號而不依靠通信。由于實際中很難在短時間內檢測頻率的快速偏移,導致升頻法響應速率慢;而降低交流電壓盡管響應速率快,但可能會引發保護動作,影響風電場穩定運行。……