海上风电经vsc-mtdc输电并网系统的动态模拟系统的制作方法_3

文档序号:9306107阅读:来源:国知局
提供统一规范的接
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[0058]换流站监控计算机装设有监控软件,所述监控软件包括实时监测模块、控制模块、故障录波与分析模块以及通信模块;另外,对于风电场侧换流站的监控软件还设有风电场实时监测模块,可整合至实时监测模块。所述实时监测模块用于实时地监测风电场换流站的换流器、阀组、冷却系统、通信系统的运行状态以及其他附属设备运行状态;所述风电场实时监测模块能够接收风电场监控系统传输的实时信息,检测风电场的并网点电压和电流、气象信息、设备运行状态等。所述控制模块包括设备投切控制、换流站的控制模式切换、多种控制模式下的指令值计算、触发控制、阀组控制等。所述故障录波与分析模块能够记录换流站内的所有数据信息,并提供数据回放、故障分析、故障诊断和打印报表等功能。所述通信模块主要用于本地换流站与上层系统间、本地换流站内通信网络的运行状态,并提供自检、调试与测试等网络维护功能。
[0059]换流站控制模式分为风电场换流站控制模式和网侧换流站控制模式。所述风电场换流站控制模式为有功-频率控制和无穷大电源控制。所述网侧换流站控制模式又可按照有功类控制器和无功类控制器进行分类。按有功类控制器分类,网侧换流站控制包括定直流电压控制、定有功功率控制、有功功率下降控制、定直流电流控制、直流电流下降控制和频率下降控制。按无功类控制器分类,网侧换流站控制包括定无功功率控制和交流电压控制。
[0060]如图1所示,换流站I?m均为风电场换流站,与风机模拟装置相连接;换流站m+1?m+n均为网侧换流站,与交流电网相连接;运行调度中心通过通信信道Cl?Cm与风电场换流站I?m相连接,通过通信信道Cm+1?Cm+n与网侧换流站相连接;直流网络可根据实际需求搭建成辐射状或环状等网络结构,直流线路采用等效电阻或T型、31型集中模型进行物理等值;交流电网采用采用动模实验室模拟电网的一条交流母线,该交流母线可与无穷大电源或普通电网、发电机、变压器、线路以及综合负荷相连,以用来模式实际电网。[0061 ] 如图2和图3所示,换流站的主电路主要由正极系统和负极系统构成,其主要元件包括换流站交流侧母线1、换流变压器2、限流电阻3、交流电抗器4、换流器5、直流电容器
6、直流线路7和接地极8组成。交流母线I分别通过固态开关K1、K5与正、负极的换流变压器2相连接,并通过电流互感器测量两电路的电流信号11、15,通过电压互感器检测交流母线电压信号V1、V5。换流变压器2分别通过固态开关K2、K6与限流电阻3相连接,并通过电流互感器测量两电路的电流信号12、16,通过电压互感器测量换流标阀侧电压信号V2、V6。正、负极的限流电阻3分别与固态开关Κ3、Κ7并联,并与正、负极的交流电抗器4相连接,最终与正、负极的电压源型换流器5相连接。通过电压互感器和电流互感器分别测量正、负极电压源型换流器5的交流出口电压V3、V7和流出电流13、17。正、负极电压源型换流器5的直流侧均接入直流电容器6。正极电压源型换流器5的直流侧正极与固态开关Κ4、直流线路7相连接,负极与接地极8相连接,并采用电压互感器测量其正极直流电压V4,采用电流互感器测量其正极电流14。负极正极电压源型换流器5的直流侧负极与固态开关Κ8、直流线路7相连接,正极与接地极8相连接,并采用电压互感器测量其负极直流电压V8,采用电流互感器测量其负极电流18。
[0062]如图2和图3所示,风电场换流站监控系统和网侧换流站监控系统均通过Vl?V8监测正负极系统的电压信号,通过Il?18监测正负极系统的电流信号,通过Kl?Κ8监测固态开关状态并实现其控制,通过El?Ε2来监测正、负极电压源型换流器的状态,通过Tl?Τ2来控制正、负极电压源型换流器,通过Rl?Rj来预留扩展接口。
[0063]如图2所示,风电场换流站监控系统还通过SI?Si接口与风机模拟装置监控系统通信,以获取风机模拟装置的实时信息,并实现风机模拟装置的协调控制。
[0064]如图4所示,海上风电经VSC-MTDC输电并网系统动模装置的监控系统分为两个层次:中央监控系统和换流站监控系统。
[0065]中央监控系统是唯一的,采用多服务器构架结构,服务器主要包括前置数据服务器、数据服务器、应用程序服务器和SCADA服务器。前置数据服务器主要用来处理各换流站实时上传的所有数据信息,并对错误数据信息进行筛选和修正,修正后的海量数据通过数据库管理系统存入数据服务器。数据服务器主要用来存储和管理所有的数据信息。为保证数据安全,前置数据服务器和数据服务器采用“1+1”冗余配置,且采用热备用方式。应用程序服务器主要用来提供实现系统应用软件以及运行点计算程序等辅助决策程序的存储和运行。SCADA服务器主要用来保证中央监控系统的实时运行,同时,为保证直流系统中央监控系统的可靠性,SCADA服务器采用“1+1”冗余配置,且采用热备用方式。
[0066]换流站监控系统包括换流站监控主站、换流器监控终端、开关监控终端、交流电气量数据采集终端、直流电气量数据采集终端、站内GPS时钟模块以及站内网络。换流站监控主站主要负责所有站内设备进行实时地监视和控制,实时地上传换流站状态信息和运行信息至中央监控系统,并接收中央监控系统下发的指令值,经过计算后下发至各站内设备。换流器监控终端主要负责接收换流站监控主站的触发指令值,计算转换为阀组的触发脉冲值,并实时地监视阀组的运行状态。开关监控终端负责接收换流站监控主站的动作指令值,实现固态开关的开合控制,并实时地监控固态开关的运行状态。交流电气量数据采集终端负责实时地采集换流器交流侧母线、换流变压器阀侧以及换流器出口的交流电压值,采集换流变两侧以及换流器出口的交流电流值,并全部上传至换流站监控主站。直流电气量数据采集终端负责实时地采集直流侧正负极的直流电压和电流信息,并上传至换流站监控主站。站内GPS时钟模块主要负责换流站监控系统的精确定时,保证数据信息和控制指令的时间定位。对于通信网络方面,换流站内采用局域网通信方式,调度运行中心与换流站间采用基于TCP/IP协议的网络通信方式;站内网络可采用RS485、现场总线或TCP/IP协议中的一种或几种,负责实现换流站监控主站计算机与监控终端、数据采集终端间的通信。
[0067]下面对海上风电经VSCVSC-MTDC输电并网系统网侧换流站间协调控制方法进行详细地描述(可假定网侧换流站m+Ι为定直流电压控制换流站):集中控制模式下,换流站m+2?m+n这n_l个换流站的有功类控制器采用定有功功率控制;分布式控制模式下,换流站m+2?m+n这n_l个换流站的有功类控制器采用有功功率下降控制;混合分布式控制模式下(假定有2个网侧换流站采用有功功率下降控制),换流站m+2?m+3这2个换流站的有功类控制器采用有功功率下降控制,换流站m+4?m+n这n_3个换流站的有功类控制器采用定有功功率控制。
[0068]以上三种控制模式下,中央监控系统进行系统运行状态的实时优化,下发有功功率指令值或下降控制斜率参考值至网侧换流站的换流站监控系统;接着,网侧换流站监控系统通过换流站监控主机计算得到相应的触发指令,下发至换流器监控模块,并最终实现换流器的触发控制。在分布式控制模式和混合分布控制模式下,当网侧换流站监控主机监测到与中央监控系统间的通信出现中断时,网侧换流站监控系统不再接受上层的实时指令值,直接根据本地控制器的有功功率下降控制,实现系统的有功功率传输与平衡。
[0069]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围
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