電場監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)膶崟r信息，檢測風(fēng)電場的并網(wǎng)點(diǎn)電壓和電流、氣象信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；
[0035]所述控制模塊包括設(shè)備投切控制、換流站的控制模式切換、多種控制模式下的指令值計算、觸發(fā)控制和閥組控制；
[0036]所述故障錄波與分析模塊，用于記錄換流站內(nèi)的所有數(shù)據(jù)信息，并提供數(shù)據(jù)回放、故障分析、故障診斷和打印報表；
[0037]所述通信模塊用于本地?fù)Q流站與上層系統(tǒng)間、本地?fù)Q流站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，并提供自檢、調(diào)試與測試的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)功能。
[0038]所述風(fēng)電場側(cè)換流站的監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)有風(fēng)電場實時監(jiān)測模塊，可整合至實時監(jiān)測豐旲塊。
[0039]—種基于上述系統(tǒng)的集中式控制方法，包括:指定一個網(wǎng)側(cè)換流站的有功類控制器為定直流電壓控制，其他網(wǎng)側(cè)換流站的有功類控制器均采用定有功功率控制，并且根據(jù)直流運(yùn)行狀態(tài)實時地接受中央監(jiān)控系統(tǒng)所下發(fā)的有功功率指令值，以維持直流系統(tǒng)有功功率平衡。
[0040]一種基于上述系統(tǒng)的分布式控制方法，包括:指定一個網(wǎng)側(cè)換流站的有功類控制器為定直流電壓控制，其他網(wǎng)側(cè)換流站的有功類控制器均采用有功功率下降控制，各網(wǎng)側(cè)換流站在初始指令值下無需實時地接受中央監(jiān)控系統(tǒng)所下發(fā)的指令值即可維持直流系統(tǒng)的有功功率平衡，中央監(jiān)控系統(tǒng)通過對系統(tǒng)的優(yōu)化計算來實時地下發(fā)網(wǎng)側(cè)換流站的下降控制斜率參考值。
[0041]—種基于上述系統(tǒng)的混合分布式控制方法，包括:指定一個網(wǎng)側(cè)換流站的有功類控制器為定直流電壓控制，其他網(wǎng)側(cè)換流站至少有一個的有功類控制器采用有功功率下降控制，其余網(wǎng)側(cè)換流站的有功類控制器采用定有功功率控制，中央監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化計算后所下發(fā)的指令值為網(wǎng)側(cè)換流站的有功功率指令值或下降控制斜率參考值。
[0042]本發(fā)明的有益效果為:
[0043]本發(fā)明設(shè)計了并網(wǎng)系統(tǒng)主電路和監(jiān)控系統(tǒng)，提出了基于中央監(jiān)控系統(tǒng)和換流站監(jiān)控系統(tǒng)雙層結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架，給出了海上風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)與換流站監(jiān)控系統(tǒng)的接口方案，設(shè)計了 VSC-MTDC輸電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)換流站間的協(xié)調(diào)控制方法，為海上風(fēng)電經(jīng)VSC-MTDC輸電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行與控制策略研究提供了一種準(zhǔn)確可靠的動模裝置平臺。
【附圖說明】
[0044]圖1為海上風(fēng)電經(jīng)VSC-MTDC輸電并網(wǎng)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0045]圖2為風(fēng)電場換流站的主電路結(jié)構(gòu)圖；
[0046]圖3為網(wǎng)側(cè)換流站的主電路結(jié)構(gòu)圖；
[0047]圖4為海上風(fēng)電經(jīng)VSC-MTDC輸電并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0048]圖中，I為換流站的交流側(cè)母線，2為換流變壓器，3為限流電阻，4為交流電抗器，5為電壓源型換流器，6為直流電容器，7為直流線路，8為直流接地極，Cl?Cm為運(yùn)行調(diào)度中心的中央監(jiān)控系統(tǒng)與風(fēng)電場換流站的換流站監(jiān)控系統(tǒng)間的通信通道，Cm+1?Cm+n為運(yùn)行調(diào)度中心的中央監(jiān)控系統(tǒng)與網(wǎng)側(cè)換流站的換流站監(jiān)控系統(tǒng)間的通信通道，Vl?V8為換流站監(jiān)控系統(tǒng)采集的電壓信號，Il?18為換流站監(jiān)控系統(tǒng)采集的電流信號，Kl?K8為固態(tài)開關(guān)的狀態(tài)信號和控制信號，El?E2為換流器開關(guān)器件的狀態(tài)信號，Tl?T2為換流器開關(guān)器件的觸發(fā)信號，SI?Si為換流站監(jiān)控系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)模擬裝置監(jiān)控系統(tǒng)的交互信號，Rl?Rj為備用信號接口。
【具體實施方式】
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[0049]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0050]一種海上風(fēng)電經(jīng)VSC-MTDC輸電并網(wǎng)系統(tǒng)的動模裝置，包括運(yùn)行調(diào)度中心、換流站、海上風(fēng)電場、直流網(wǎng)絡(luò)和交流網(wǎng)絡(luò)。
[0051 ] 運(yùn)行調(diào)度中心設(shè)置中央監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)海上風(fēng)電經(jīng)VSC-MTDC輸電并網(wǎng)系統(tǒng)的實時監(jiān)視與控制。所述中央監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備有前置數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器、SCADA服務(wù)器、工作站、集中顯示屏以及通信網(wǎng)絡(luò)。所述前置數(shù)據(jù)服務(wù)器用于數(shù)據(jù)的預(yù)處理、篩選和格式化；所述數(shù)據(jù)服務(wù)器用于數(shù)據(jù)的儲存和管理；所述應(yīng)用程序服務(wù)器用來儲存和運(yùn)行各種應(yīng)用程序；所述SCADA服務(wù)器用來實現(xiàn)并網(wǎng)系統(tǒng)的實時監(jiān)視與控制功能；所述工作站是人機(jī)交互的硬件設(shè)備，是調(diào)度人員進(jìn)行監(jiān)視和控制的工作平臺；所述通信網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)運(yùn)行調(diào)度中心內(nèi)部各設(shè)備間、與換流站監(jiān)控系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸與交互。
[0052]換流站主要分為風(fēng)電場換流站和網(wǎng)側(cè)換流站兩種，兩種換流站均由主電路及其監(jiān)控系統(tǒng)組成，且均可采用相同或者類似的主電路和監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。所述換流站主電路包括交流母線、換流變壓器、限流電阻、交流電抗器、電壓源型換流器、直流電容器、直流線路、接地極、電壓互感器、電流互感器和固態(tài)開關(guān)；所述電壓源型換流器可采用兩電平、三電平或多電平的電路結(jié)構(gòu)，其開關(guān)器件采用全控型電力電子器件，如IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、IGCT(集成門極換流晶閘管)、GT0(門極可關(guān)斷晶閘管)或MOSFET (金屬氧化層半導(dǎo)體場效晶體管)；所述直流線路采用等效電阻或T型、31型集中模型進(jìn)行物理等值。
[0053]換流站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備包括換流站監(jiān)控主站、監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)采集終端、站內(nèi)GPS時鐘模塊以及站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。所述換流站監(jiān)控主站主要負(fù)責(zé)換流站內(nèi)所有設(shè)備的實時監(jiān)測與控制，實時上傳狀態(tài)信息至中央監(jiān)控系統(tǒng)并接收中央監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的指令。所述監(jiān)控終端可通過數(shù)據(jù)采集電路采集換流站的實時狀態(tài)信息，通過固態(tài)開關(guān)監(jiān)控電路實時地監(jiān)測、控制固態(tài)開關(guān)，通過全控型半導(dǎo)體開關(guān)器件的監(jiān)控電路來實現(xiàn)開關(guān)器件的監(jiān)測與控制，通過其通信模塊可實時上傳狀態(tài)信息并接收換流站監(jiān)控主站的下發(fā)指令。所述數(shù)據(jù)采集終端用于實時地采集換流站的交、直流電氣量狀態(tài)信息。所述站內(nèi)GPS時鐘模塊主要負(fù)責(zé)換流站監(jiān)控系統(tǒng)的精確定時。所述站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)實現(xiàn)換流站監(jiān)控計算機(jī)與監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)采集終端間的通?目O
[0054]海上風(fēng)電場可采用單臺或幾臺風(fēng)機(jī)模擬裝置，且接入換流站的交流側(cè)母線。所述風(fēng)電機(jī)組可采用鼠籠式異步風(fēng)電機(jī)組、雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組或永磁直驅(qū)同步風(fēng)電機(jī)組中的一種或幾種。所述風(fēng)機(jī)模擬裝置中采用直流調(diào)速機(jī)模擬海上風(fēng)電機(jī)組的原動機(jī)。所述風(fēng)機(jī)模擬裝置具備獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，并預(yù)留有接口與換流站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。
[0055]直流網(wǎng)絡(luò)可采用直流線路構(gòu)成相應(yīng)的輻射狀或環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。所述交流電網(wǎng)可采用動模實驗室模擬電網(wǎng)的一條交流母線，所述交流母線可與無窮大電源或普通電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、變壓器、線路以及綜合負(fù)荷相連。
[0056]海上風(fēng)電經(jīng)VSC-MTDC輸電并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，中央監(jiān)控系統(tǒng)和換流站監(jiān)控系統(tǒng)。
[0057]中央監(jiān)控系統(tǒng)采用客戶端/服務(wù)器的軟件架構(gòu)，應(yīng)用軟件包括實時監(jiān)測模塊、控制模塊、輔助決策模塊、故障錄波與分析模塊、通信模塊以及外部接口模塊。所述實時監(jiān)測模塊負(fù)責(zé)實時地收集、監(jiān)視與顯示各換流站及其交流側(cè)電網(wǎng)的狀態(tài)信息和運(yùn)行信息，并負(fù)責(zé)非正常運(yùn)行設(shè)備、故障設(shè)備的告警。所述控制模塊主要作用是接收電力系統(tǒng)調(diào)度中心發(fā)出的控制指令，實現(xiàn)VSC-MTDC輸電并網(wǎng)系統(tǒng)的啟停控制、換流站控制模式的選擇、換流站控制指令值計算、緊急控制、輔助控制等等。所述輔助決策模塊主要是利用離線計算和在線計算兩種手段，結(jié)合相應(yīng)電網(wǎng)分析理論，實現(xiàn)直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的計算和預(yù)測、系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)可靠性評估、系統(tǒng)安全性評估等功能，為調(diào)度人員提供決策支撐。所述故障錄波與分析模塊能夠記錄各換流站上傳的所有數(shù)據(jù)信息，并提供數(shù)據(jù)回放、故障分析、故障診斷和打印報表等功能。所述通信模塊主要用于顯示直流系統(tǒng)各層次網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，并提供自檢、調(diào)試與測試等網(wǎng)絡(luò)維護(hù)功能。所述外部接口模塊主要包括人機(jī)接口和開放接口，人機(jī)接口主要用于管理員訪問、程序調(diào)試以及程序錯誤處理等系統(tǒng)軟件維護(hù)工作，開放接口主要用于為高級應(yīng)用程序訪問中央監(jiān)控系統(tǒng)