本發(fā)明屬于高壓直流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種新能源直流輸電功率自平衡控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，柔性直流輸電技術(shù)在大規(guī)模清潔能源、跨區(qū)域大容量傳輸，電網(wǎng)柔性分區(qū)，深遠(yuǎn)海上風(fēng)電高效送出，海量分布式新能源消納和直流負(fù)荷接入等領(lǐng)域迎來新的發(fā)展機(jī)遇。

2、在大規(guī)模清潔能源經(jīng)濟(jì)高效送出和柔性互聯(lián)方面，柔性直流輸電以其快速控制的調(diào)節(jié)性能、大容量遠(yuǎn)距離送電等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，尤其是海上高壓直流輸電領(lǐng)域。

3、然而，在新能源并網(wǎng)方面，如海上風(fēng)電直流并網(wǎng)方面，由于海上換流平臺建設(shè)成本的限制，海上送端新能源發(fā)電功率和陸上受端負(fù)荷的消納功率的波動或其他變化導(dǎo)致的新能源盈余功率往往通過在陸上進(jìn)行直流耗能來消納，由于電阻的熱效應(yīng)，傳統(tǒng)的直流耗能方式通過耗能電阻消耗掉盈余功率，但對于海上送端新能源發(fā)電功率和陸上受端負(fù)荷的消納功率的變化，該方式通常僅能處理出現(xiàn)盈余功率的情況，而無法處理新能源發(fā)電出力不足導(dǎo)致受端負(fù)荷不穩(wěn)定的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種新能源直流輸電功率自平衡控制方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中通過耗能電阻消耗掉新能源盈余功率的方式對于海上送端新能源發(fā)電功率和陸上受端負(fù)荷的消納功率的變化來說無法處理新能源發(fā)電出力不足導(dǎo)致的受端負(fù)荷不穩(wěn)定的情況的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種新能源直流輸電功率自平衡控制方法，該方法通過連接在受端的直流側(cè)的儲能閥對送端產(chǎn)生的輸電盈余功率進(jìn)行消納；所述儲能閥中的子模塊通過根據(jù)儲能閥正負(fù)極線端口之間的直流電壓實(shí)際值與設(shè)定直流電壓參考值之間的差異得到的控制指令進(jìn)行控制，以控制儲能閥在送端功率大于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行充電，在送端功率小于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行放電。

3、進(jìn)一步地，所述儲能閥為直流直掛儲能閥。

4、進(jìn)一步地，所述受端的逆變換流器中的子模塊通過根據(jù)該逆變換流器的輸出功率實(shí)際值與當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值之間的差異得到的控制指令進(jìn)行控制，以控制所述逆變換流器的輸出功率。

5、進(jìn)一步地，所述送端的新能源并網(wǎng)所需的交流電壓通過送端換流器根據(jù)該換流器輸出的交流電壓實(shí)際值與設(shè)定交流電壓參考值之間的差異得到的控制指令進(jìn)行控制。

6、進(jìn)一步地，根據(jù)預(yù)測得到當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值的方式包括：通過構(gòu)建模型并訓(xùn)練得到預(yù)測信息，以對所述當(dāng)前的受端負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測評估，間隔設(shè)定時間后將預(yù)測信息傳輸至受端換流器，作為當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值。

7、有益效果：本發(fā)明給出了一種新的新能源直流輸電功率自平衡控制方法，相比于傳統(tǒng)的直流耗能方式(即僅能通過耗能電阻消耗掉盈余功率的方式處理盈余功率)這一種情況，而無法處理新能源發(fā)電出力不足導(dǎo)致受端負(fù)荷不穩(wěn)定的情況；本發(fā)明根據(jù)送端和受端之間的直流電壓實(shí)際值與設(shè)定直流電壓參考值之間的差異得到的控制指令，通過控制儲能閥在送端功率大于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行充電，在送端功率小于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行放電；既能滿足在保證新能源并網(wǎng)功率的利用率的基礎(chǔ)上處理新能源盈余功率的情況，也能滿足處理新能源發(fā)電出力不足導(dǎo)致受端負(fù)荷不穩(wěn)定的情況。

8、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種新能源直流輸電功率自平衡控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：連接在受端的直流側(cè)的儲能閥及其對應(yīng)的控制器；所述儲能閥用于對送端產(chǎn)生的輸電盈余功率進(jìn)行消納；所述儲能閥對應(yīng)的控制器用于通過根據(jù)送端和受端之間的直流電壓實(shí)際值與設(shè)定直流電壓參考值之間的差異得到的控制指令對儲能閥中的子模塊進(jìn)行控制，以控制儲能閥在送端功率大于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行充電，在送端功率小于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行放電。

9、進(jìn)一步地，所述儲能閥為直流直掛儲能閥。

10、進(jìn)一步地，還包括：受端的逆變換流器對應(yīng)的控制器；所述受端的逆變換流器對應(yīng)的控制器用于通過根據(jù)該逆變換流器的輸出功率實(shí)際值與預(yù)測的受端負(fù)荷功率參考值之間的差異得到的控制指令對所述受端的逆變換流器中的子模塊進(jìn)行控制，以控制所述逆變換流器的輸出功率。

11、進(jìn)一步地，還包括：送端的新能源發(fā)電電源對應(yīng)的控制器；所述送端的新能源發(fā)電電源對應(yīng)的控制器用于通過根據(jù)該發(fā)電系統(tǒng)的交流電壓實(shí)際值與設(shè)定交流電壓參考值之間的差異得到的控制指令對所述送端的新能源發(fā)電電源的交流電壓進(jìn)行控制。

12、進(jìn)一步地，還包括：用于預(yù)測當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值的預(yù)測模塊，所述預(yù)測模塊預(yù)測當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值的方式包括：通過構(gòu)建模型并訓(xùn)練得到預(yù)測信息，以對所述當(dāng)前的受端負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測評估，間隔設(shè)定時間后將預(yù)測信息傳輸至受端換流器，作為受端負(fù)荷功率參考值。

13、有益效果：該海陸輸電功率自平衡控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與上述的新能源直流輸電功率自平衡控制方法相同的有益效果。

技術(shù)特征：

1.一種新能源直流輸電功率自平衡控制方法，其特征在于，通過連接在受端的直流側(cè)的儲能閥對送端產(chǎn)生的輸電盈余功率進(jìn)行消納；所述儲能閥中的子模塊通過根據(jù)儲能閥正負(fù)極線端口之間的直流電壓實(shí)際值與設(shè)定直流電壓參考值之間的差異得到的控制指令進(jìn)行控制，以控制儲能閥在送端功率大于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行充電，在送端功率小于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行放電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源直流輸電功率自平衡控制方法，其特征在于，所述儲能閥為直流直掛儲能閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源直流輸電功率自平衡控制方法，其特征在于，所述受端的逆變換流器中的子模塊通過根據(jù)該逆變換流器的輸出功率實(shí)際值與當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值之間的差異得到的控制指令進(jìn)行控制，以控制所述逆變換流器的輸出功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的新能源直流輸電功率自平衡控制方法，其特征在于，所述送端的新能源并網(wǎng)所需的交流電壓通過送端換流器根據(jù)該換流器輸出的交流電壓實(shí)際值與設(shè)定交流電壓參考值之間的差異得到的控制指令進(jìn)行控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新能源直流輸電功率自平衡控制方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)測得到當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值的方式包括：通過構(gòu)建模型并訓(xùn)練得到預(yù)測信息，以對所述當(dāng)前的受端負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測評估，間隔設(shè)定時間后將預(yù)測信息傳輸至受端換流器，作為當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值。

6.一種新能源直流輸電功率自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：連接在受端的直流側(cè)的儲能閥及其對應(yīng)的控制器；所述儲能閥用于對送端產(chǎn)生的輸電盈余功率進(jìn)行消納；所述儲能閥對應(yīng)的控制器用于通過根據(jù)送端和受端之間的直流電壓實(shí)際值與設(shè)定直流電壓參考值之間的差異得到的控制指令對儲能閥中的子模塊進(jìn)行控制，以控制儲能閥在送端功率大于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行充電，在送端功率小于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行放電。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新能源直流輸電功率自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能閥為直流直掛儲能閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新能源直流輸電功率自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：受端的逆變換流器對應(yīng)的控制器；所述受端的逆變換流器對應(yīng)的控制器用于通過根據(jù)該逆變換流器的輸出功率實(shí)際值與預(yù)測的受端負(fù)荷功率參考值之間的差異得到的控制指令對所述受端的逆變換流器中的子模塊進(jìn)行控制，以控制所述逆變換流器的輸出功率。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新能源直流輸電功率自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：送端的新能源發(fā)電電源對應(yīng)的控制器；所述送端的新能源發(fā)電電源對應(yīng)的控制器用于通過根據(jù)該發(fā)電系統(tǒng)的交流電壓實(shí)際值與設(shè)定交流電壓參考值之間的差異得到的控制指令對所述送端的新能源發(fā)電電源的交流電壓進(jìn)行控制。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新能源直流輸電功率自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：用于預(yù)測當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值的預(yù)測模塊，所述預(yù)測模塊預(yù)測當(dāng)前的當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值的方式包括：通過構(gòu)建模型并訓(xùn)練得到預(yù)測信息，以對所述當(dāng)前的受端負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測評估，間隔設(shè)定時間后將預(yù)測信息傳輸至受端換流器，作為當(dāng)前的受端負(fù)荷功率參考值。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于海上高壓直流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種新能源直流輸電功率自平衡控制方法和系統(tǒng)。通過連接在受端的直流側(cè)的儲能閥對送端產(chǎn)生的海陸輸電盈余功率進(jìn)行消納；上述儲能閥中的子模塊通過根據(jù)送端和受端之間的直流電壓實(shí)際值與設(shè)定直流電壓參考值之間的差異得到的控制指令進(jìn)行控制，以控制儲能閥在送端功率大于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行充電，在送端功率小于受端負(fù)荷需求功率的情況下進(jìn)行放電。本發(fā)明既能滿足在保證新能源并網(wǎng)功率的利用率的基礎(chǔ)上處理新能源盈余功率的情況，也能滿足處理新能源發(fā)電出力不足導(dǎo)致受端負(fù)荷不穩(wěn)定的情況。

技術(shù)研發(fā)人員：宋延濤,李凌志,范雪峰,杜少林,吳金波,孫攀磊,申帥華,吳慶范,劉旭輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：許繼電氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17