提供統一規范的接
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[0058]換流站監控計算機裝設有監控軟件,所述監控軟件包括實時監測模塊、控制模塊、故障錄波與分析模塊以及通信模塊;另外,對于風電場側換流站的監控軟件還設有風電場實時監測模塊,可整合至實時監測模塊。所述實時監測模塊用于實時地監測風電場換流站的換流器、閥組、冷卻系統、通信系統的運行狀態以及其他附屬設備運行狀態;所述風電場實時監測模塊能夠接收風電場監控系統傳輸的實時信息,檢測風電場的并網點電壓和電流、氣象信息、設備運行狀態等。所述控制模塊包括設備投切控制、換流站的控制模式切換、多種控制模式下的指令值計算、觸發控制、閥組控制等。所述故障錄波與分析模塊能夠記錄換流站內的所有數據信息,并提供數據回放、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本地換流站與上層系統間、本地換流站內通信網絡的運行狀態,并提供自檢、調試與測試等網絡維護功能。
[0059]換流站控制模式分為風電場換流站控制模式和網側換流站控制模式。所述風電場換流站控制模式為有功-頻率控制和無窮大電源控制。所述網側換流站控制模式又可按照有功類控制器和無功類控制器進行分類。按有功類控制器分類,網側換流站控制包括定直流電壓控制、定有功功率控制、有功功率下降控制、定直流電流控制、直流電流下降控制和頻率下降控制。按無功類控制器分類,網側換流站控制包括定無功功率控制和交流電壓控制。
[0060]如圖1所示,換流站I?m均為風電場換流站,與風機模擬裝置相連接;換流站m+1?m+n均為網側換流站,與交流電網相連接;運行調度中心通過通信信道Cl?Cm與風電場換流站I?m相連接,通過通信信道Cm+1?Cm+n與網側換流站相連接;直流網絡可根據實際需求搭建成輻射狀或環狀等網絡結構,直流線路采用等效電阻或T型、31型集中模型進行物理等值;交流電網采用采用動模實驗室模擬電網的一條交流母線,該交流母線可與無窮大電源或普通電網、發電機、變壓器、線路以及綜合負荷相連,以用來模式實際電網。[0061 ] 如圖2和圖3所示,換流站的主電路主要由正極系統和負極系統構成,其主要元件包括換流站交流側母線1、換流變壓器2、限流電阻3、交流電抗器4、換流器5、直流電容器
6、直流線路7和接地極8組成。交流母線I分別通過固態開關K1、K5與正、負極的換流變壓器2相連接,并通過電流互感器測量兩電路的電流信號11、15,通過電壓互感器檢測交流母線電壓信號V1、V5。換流變壓器2分別通過固態開關K2、K6與限流電阻3相連接,并通過電流互感器測量兩電路的電流信號12、16,通過電壓互感器測量換流標閥側電壓信號V2、V6。正、負極的限流電阻3分別與固態開關Κ3、Κ7并聯,并與正、負極的交流電抗器4相連接,最終與正、負極的電壓源型換流器5相連接。通過電壓互感器和電流互感器分別測量正、負極電壓源型換流器5的交流出口電壓V3、V7和流出電流13、17。正、負極電壓源型換流器5的直流側均接入直流電容器6。正極電壓源型換流器5的直流側正極與固態開關Κ4、直流線路7相連接,負極與接地極8相連接,并采用電壓互感器測量其正極直流電壓V4,采用電流互感器測量其正極電流14。負極正極電壓源型換流器5的直流側負極與固態開關Κ8、直流線路7相連接,正極與接地極8相連接,并采用電壓互感器測量其負極直流電壓V8,采用電流互感器測量其負極電流18。
[0062]如圖2和圖3所示,風電場換流站監控系統和網側換流站監控系統均通過Vl?V8監測正負極系統的電壓信號,通過Il?18監測正負極系統的電流信號,通過Kl?Κ8監測固態開關狀態并實現其控制,通過El?Ε2來監測正、負極電壓源型換流器的狀態,通過Tl?Τ2來控制正、負極電壓源型換流器,通過Rl?Rj來預留擴展接口。
[0063]如圖2所示,風電場換流站監控系統還通過SI?Si接口與風機模擬裝置監控系統通信,以獲取風機模擬裝置的實時信息,并實現風機模擬裝置的協調控制。
[0064]如圖4所示,海上風電經VSC-MTDC輸電并網系統動模裝置的監控系統分為兩個層次:中央監控系統和換流站監控系統。
[0065]中央監控系統是唯一的,采用多服務器構架結構,服務器主要包括前置數據服務器、數據服務器、應用程序服務器和SCADA服務器。前置數據服務器主要用來處理各換流站實時上傳的所有數據信息,并對錯誤數據信息進行篩選和修正,修正后的海量數據通過數據庫管理系統存入數據服務器。數據服務器主要用來存儲和管理所有的數據信息。為保證數據安全,前置數據服務器和數據服務器采用“1+1”冗余配置,且采用熱備用方式。應用程序服務器主要用來提供實現系統應用軟件以及運行點計算程序等輔助決策程序的存儲和運行。SCADA服務器主要用來保證中央監控系統的實時運行,同時,為保證直流系統中央監控系統的可靠性,SCADA服務器采用“1+1”冗余配置,且采用熱備用方式。
[0066]換流站監控系統包括換流站監控主站、換流器監控終端、開關監控終端、交流電氣量數據采集終端、直流電氣量數據采集終端、站內GPS時鐘模塊以及站內網絡。換流站監控主站主要負責所有站內設備進行實時地監視和控制,實時地上傳換流站狀態信息和運行信息至中央監控系統,并接收中央監控系統下發的指令值,經過計算后下發至各站內設備。換流器監控終端主要負責接收換流站監控主站的觸發指令值,計算轉換為閥組的觸發脈沖值,并實時地監視閥組的運行狀態。開關監控終端負責接收換流站監控主站的動作指令值,實現固態開關的開合控制,并實時地監控固態開關的運行狀態。交流電氣量數據采集終端負責實時地采集換流器交流側母線、換流變壓器閥側以及換流器出口的交流電壓值,采集換流變兩側以及換流器出口的交流電流值,并全部上傳至換流站監控主站。直流電氣量數據采集終端負責實時地采集直流側正負極的直流電壓和電流信息,并上傳至換流站監控主站。站內GPS時鐘模塊主要負責換流站監控系統的精確定時,保證數據信息和控制指令的時間定位。對于通信網絡方面,換流站內采用局域網通信方式,調度運行中心與換流站間采用基于TCP/IP協議的網絡通信方式;站內網絡可采用RS485、現場總線或TCP/IP協議中的一種或幾種,負責實現換流站監控主站計算機與監控終端、數據采集終端間的通信。
[0067]下面對海上風電經VSCVSC-MTDC輸電并網系統網側換流站間協調控制方法進行詳細地描述(可假定網側換流站m+Ι為定直流電壓控制換流站):集中控制模式下,換流站m+2?m+n這n_l個換流站的有功類控制器采用定有功功率控制;分布式控制模式下,換流站m+2?m+n這n_l個換流站的有功類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個網側換流站采用有功功率下降控制),換流站m+2?m+3這2個換流站的有功類控制器采用有功功率下降控制,換流站m+4?m+n這n_3個換流站的有功類控制器采用定有功功率控制。
[0068]以上三種控制模式下,中央監控系統進行系統運行狀態的實時優化,下發有功功率指令值或下降控制斜率參考值至網側換流站的換流站監控系統;接著,網側換流站監控系統通過換流站監控主機計算得到相應的觸發指令,下發至換流器監控模塊,并最終實現換流器的觸發控制。在分布式控制模式和混合分布控制模式下,當網側換流站監控主機監測到與中央監控系統間的通信出現中斷時,網側換流站監控系統不再接受上層的實時指令值,直接根據本地控制器的有功功率下降控制,實現系統的有功功率傳輸與平衡。
[0069]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述,但并非對本發明保護范圍的限制,所屬領域技術人員應該明白,在本發明的技術方案的基礎上,本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍