海上风电送出系统及其启动方法、启动装置、电子设备与流程

本技术属于一种系统启动方法，具体涉及一种海上风电送出系统及其启动方法、启动装置、电子设备。

背景技术：

1、随着海上风电发展的规模化和远海化，基于二极管不控整流单元（dioderectifier unit，dru）和模块化多电平换流器（modular multilevel converter，mmc）串联的方案，相比应用较多的纯柔直方案，具有体积更小、重量和成本更低，经济效益更优的特点，并因此受到广泛关注。

2、但是，海上侧mmc与dru串联，由于海上侧dru的反向截止特性，海上侧mmc的启动充电过程不能直接从陆上侧mmc取能。因此，常规海上侧mmc的启动充电方式并不能直接使用，带来了诸多应用方面的不便。

技术实现思路

1、本技术针对目前海上侧mmc的启动充电过程不能直接从陆上侧mmc取能，导致应用不便的技术问题，提供一种海上风电送出系统及其启动方法、启动装置、电子设备。

2、为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本技术提出一种海上风电送出系统启动方法，所述海上风电送出系统包括多个海上风电场、海上换流系统、陆上侧mmc和交流电网，多个海上风电场并联形成海上侧交流母线；所述海上换流系统包括与海上侧交流母线相连的柴油发电机、滤波电路、串联的dru和海上侧mmc；包括：

4、通过交流电网对陆上侧mmc的子模块进行充电，待充电完成后解锁陆上侧mmc，将海上风电送出系统直流电压建立至第一预设值；

5、使柴油发电机的网侧vsc变流器以v/f控制模式解锁，通过柴油发电机为海上侧mmc的子模块充电，同时，将海上侧交流母线电压建立至第二预设值；

6、通过柴油发电机对海上侧mmc进行可控充电；

7、通过海上侧mmc有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制，并通过海上侧mmc无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制；

8、对所述海上侧mmc进行直流电压平衡控制；

9、将柴油发电机的控制模式切换为p/q控制模式，对柴油发电机的有功功率和无功功率进行控制，为部分风电机组的变流器提供启动功率；

10、使海上风电场逐步并网，并使风电机组逐步启动，同时，在逐步并网和逐步启动的过程中，使dru投入运行，完成海上风电送出系统启动。

11、进一步地，所述使柴油发电机的网侧vsc变流器以v/f控制模式解锁之前，还包括：

12、解锁柴油发电机机侧变流器，将柴油发电机机侧变流器的直流电压建立至额定值。

13、进一步地，所述第二预设值大于海上风电场并网点的电压，且小于dru运行的并网点电压。

14、进一步地，所述通过海上侧mmc有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制，并通过海上侧mmc无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制，包括：

15、使海上侧mmc的控制系统锁定当前海上风电场并网点的电压和相位，得到锁定电压值和锁定相位；

16、将交流电压参考值设定为锁定电压值并解锁；

17、通过海上侧mmc有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制；其中，d轴电压给定值为交流电压参考值；

18、通过海上侧mmc无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制；其中，q轴电压给定值为0pu；

19、根据锁定相位修正海上侧mmc的控制系统相位角，使海上侧交流母线电压达到交流电压参考值。

20、进一步地，所述通过柴油发电机对海上侧mmc进行可控充电，包括：

21、通过柴油发电机对海上侧mmc进行可控充电，直至海上侧mmc中的功率模块电压达到0.98pu；

22、所述第一预设值为1pu；

23、所述第二预设值为0.7pu。

24、进一步地，所述对所述海上侧mmc进行直流电压平衡控制，包括：

25、若海上侧mmc的直流端口电压小于海上侧mmc的直流端口电压参考值，则减小d轴电压给定值；

26、若海上侧mmc的直流端口电压大于海上侧mmc的直流端口电压参考值，则增大d轴电压给定值；

27、所述d轴电压给定值获取方法，包括：

28、根据海上侧mmc的直流端口电压和海上侧mmc的直流端口电压参考值的差值，经过pi调节器，得到调节结果；

29、根据所述调节结果和海上侧mmc阀侧电压参考值的求和结果，得到d轴电压给定值。

30、进一步地，使海上风电场逐步并网，并使风电机组逐步启动，同时，在逐步并网和逐步启动的过程中，使dru投入运行，包括：

31、使部分海上风电场并网，并启动部分风电机组；

32、使启动的部分风电机组升功率，同时，对海上侧mmc进行升压控制，将海上风电场并网点的电压升至dru投入运行值；

33、通过海上侧mmc中的直流电压平衡控制器控制海上风电场并网点的电压，使dru和海上侧mmc之间的功率分配满足预设要求；

34、使剩余海上风电场并网，并根据海上风电场并网点的有功功率确定滤波电路中需要投入的滤波器组数。

35、第二方面，本技术提出一种海上风电送出系统启动装置，所述海上风电送出系统包括多个海上风电场、海上换流系统、陆上侧mmc和交流电网，多个海上风电场并联形成海上侧交流母线；所述海上换流系统包括与海上侧交流母线相连的柴油发电机、滤波电路、串联的dru和海上侧mmc；包括：

36、陆上侧mmc充电模块，用于控制通过交流电网对陆上侧mmc的子模块进行充电，待充电完成后解锁陆上侧mmc，将海上风电送出系统直流电压建立至第一预设值；

37、海上侧mmc充电模块，用于控制使柴油发电机的网侧vsc变流器以v/f控制模式解锁，通过柴油发电机为海上侧mmc的子模块充电，同时，将海上侧交流母线电压建立至第二预设值；

38、海上侧mmc可控充电模块，用于控制通过柴油发电机对海上侧mmc进行可控充电；

39、海上侧mmc电压控制模块，用于控制通过海上侧mmc有功控制环对海上侧交流母线电压的d轴进行控制，并通过海上侧mmc无功控制环对海上侧交流母线电压的q轴进行控制；

40、海上侧mmc平衡控制模块，用于控制对所述海上侧mmc进行直流电压平衡控制；

41、切换模块，用于控制将柴油发电机的控制模式切换为p/q控制模式，对柴油发电机的有功功率和无功功率进行控制，为部分风电机组的变流器提供启动功率；

42、并网及dru投入模块，用于控制使海上风电场逐步并网，并使风电机组逐步启动，同时，在逐步并网和逐步启动的过程中，使dru投入运行，完成海上风电送出系统启动。

43、第三方面，本技术提出一种电子设备，所述电子设备包括至少一个存储器和至少一个处理器；所述存储器存储有应用程序，所述处理器调用所述存储器存储的应用程序，所述应用程序用于控制实现上述的海上风电送出系统启动方法。

44、第四方面，本技术提出一种海上风电送出系统，采用上述的海上风电送出系统启动方法进行启动。

45、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：

46、本技术提出一种海上风电送出系统启动方法，针对海上风电送出系统在启动过程中对多环节电压进行有效控制，保证启动效果。柴油发电机的网侧vsc变流器以v/f控制模式解锁，通过柴油发电机为海上侧mmc的子模块充电，将柴油发电机的控制模式切换为p/q控制模式后，对柴油发电机的有功功率和无功功率进行控制，通过柴油发电机为海上侧mmc和部分风电机组提供启动所需的功率，可以解决海上侧mmc由于dru的反向截止，不能直接从陆上侧mmc取能的问题，减小了海上风电送出系统启动过程的电压电流冲击，使海上风电送出系统能够可靠平稳的启动。

47、本技术还提出了一种海上风电送出系统启动装置，一种电子设备，以及一种海上风电送出系统，具备上述海上风电送出系统启动方法的全部优势。