【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力傳輸，尤其是涉及一種風電高壓直流輸電系統。
技術介紹
1、隨著全球對可再生能源的日益重視和風電技術的快速發展，風電高壓直流輸電系統作為一種高效、可靠的電力傳輸方式，逐漸成為風力發電領域的研究熱點。該系統通過將風能轉換為交流電，再經換流站轉換為高壓直流電進行遠距離傳輸，最后在受端電網側通過逆變站轉換為交流電并入電網，實現了風能的高效利用和電力傳輸的靈活調度。
2、然而，盡管風電高壓直流輸電系統具有諸多優勢，但在實際應用中仍面臨一些技術挑戰和不足，特別是在系統智能化、輸電效率、穩定性以及故障應對等方面。
3、（1）智能化程度不足：
4、傳統的風電高壓直流輸電系統在智能化方面存在明顯短板。系統缺乏高效的智能調控機制，難以實現風電輸出功率的實時監測與預測，從而無法根據風電波動和電網需求進行動態調整，導致輸電效率和穩定性受限。
5、（2）輸電效率與穩定性問題：
6、現有的風電高壓直流輸電系統在輸電過程中，由于風能轉換效率不高、電力電子變換器性能限制以及直流輸電線路的損耗等因素，導致輸電效率難以進一步提升。同時，系統在面對風電波動和電網故障時，缺乏有效的應對措施，導致穩定性不足。
7、（3）故障應對能力弱：
8、傳統系統在故障檢測、定位與恢復方面存在明顯不足。一旦發生故障，系統往往難以迅速定位故障點并進行有效隔離，導致故障范圍擴大，影響整個系統的正常運行。此外，系統缺乏備用路徑和快速恢復機制，無法在故障發生后迅速恢復供電。
9、
10、現有的風電高壓直流輸電系統往往缺乏綜合優化策略，無法從系統整體角度出發，對風電場側、換流站、直流輸電線路以及受端電網側等各個環節進行協同優化。這導致系統在運行過程中存在能源浪費、效率不高等問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是在于提供一種風電高壓直流輸電系統，提高了風電高壓直流輸電的智能化水平，增強了輸電效率和系統穩定性。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種風電高壓直流輸電系統，包括：
3、風電場側模塊，配置有智能風力發電機，智能風力發電機集成有最大功率點追蹤算法，用于將風能轉換為交流電；
4、換流站模塊，采用模塊化設計的全控型電力電子變換器，支持四象限運行，用于將風電場側模塊輸出的交流電轉換為高壓直流電；
5、直流輸電線路模塊，設置有智能溫度傳感器和故障預警系統，用于傳輸高壓直流電；
6、受端電網側模塊，設置有智能逆變站，智能逆變站集成有電網友好型控制策略，用于將高壓直流電轉換為交流電，并實現與現有交流電網的對接；
7、智能調控系統，包括實時數據分析與預測模塊、動態電壓電流控制模塊、故障自診斷與快速恢復模塊，用于實現系統的智能化調控；
8、智能風力發電機還包括風速與風向監測傳感器，以及基于風速與風向數據的自適應控制算法，用于進一步優化風能轉換效率。
9、優選的，基于風速與風向數據的自適應控制算法，包括：
10、s11、粒子初始化；
11、對于每個粒子，其位置，其中，表示每個粒子的位置；表示第個粒子對應的槳距角，表示第個粒子對應的偏航角度；
12、每個粒子的速度表示控制參數的變化量，，其中，表示槳距角的變化量，表示偏航角度的變化量；
13、每個粒子的歷史最優位置表示之前找到的最佳控制參數組合，，其中，表示槳距角的歷史最優值，表示偏航角度的歷史最優值；
14、全局最優位置表示整個粒子群中所有粒子找到的最佳控制參數組合，，其中，表示槳距角的全局最優值，表示偏航角度的全局最優值；
15、s12、定義適應度函數：
16、；
17、s13、更新粒子的速度和位置：
18、；
19、；
20、其中，表示更新后的速度；表示更新后的位置；表示慣性權重；、表示加速常數；、表示[0,1]之間的隨機數；表示迭代次數；表示第個粒子在第次迭代時的速度；表示第個粒子在第次迭代時的歷史最優位置；表示第個粒子在第次迭代時的當前位置；表示第次迭代時的全局最優位置；
21、s14、對于每個粒子的新位置計算適應度；
22、s15、更新個體和全局最優；
23、當前粒子的適應度大于其歷史最優適應度時，更新個體最優位置；
24、當前粒子的適應度大于全局最優適應度時，更新全局最優位置；
25、s16、重復步驟s13-s15，直到達到最大迭代次數。
26、優選的，全控型電力電子變換器為電壓源型換流器且配置有絕緣柵雙極晶體管。
27、優選的，智能調控系統中的實時數據分析與預測模塊對風電輸出功率進行實時監測與預測，以提前調整輸電策略，包括：
28、對收集的風速、風向、溫度及輸出功率進行歸一化處理；
29、利用皮爾遜相關分析法初步篩選與輸出功率高相關的特征；
30、；
31、其中，表示篩選出的特征；表示預設的相關性閾值；表示相關性度量；表示歸一化后的數據；表示輸出功率；
32、使用自編碼器作為深度學習模型，對篩選后的特征進行特征提取，得到更緊湊的特征；
33、將特征與特征結合，形成最終的特征集：
34、；
35、使用特征集訓練隨機森林模型，并進行實時功率預測。
36、優選的，動態電壓電流控制模塊基于模型預測控制算法mpc，根據風電波動和電網需求，動態調整直流電壓和電流，確保輸電效率與穩定性，包括：
37、定義系統狀態向量，包括直流電壓和直流電流；
38、；
39、設定控制目標向量，包括期望的直流電壓和直流電流；
40、；
41、執行模型預測控制算法mpc，根據系統狀態向量和控制目標向量，計算控制輸入；
42、；
43、將控制輸入應用到系統中，調整直流電壓和電流。
44、優選的，故障自診斷與快速恢復模塊集成有故障檢測與隔離算法，用于實現故障點的快速定位與切除，同時啟動備用路徑，確保系統連續供電，包括：
45、基于系統參數在健康狀態下的均值向量和協方差矩陣建立狀態模型：
46、；
47、其中，表示系統參數在健康狀態下的均值向量；表示系統參數在健康狀態下的協方差矩陣；
48、實時監控系統參數，包括電壓、電流和溫度；
49、使用馬氏距離作為殘差度量，計算系統參數與健康狀態模型之間的殘差：
50、；
51、其中，表示轉置；
52、當殘差超過預設閾值時，觸發故障檢測；
53、根據殘差定位故障模塊，并執行隔離操作；
54、啟動備用路徑以維持系統供電。
55、因此，本專利技術采用上本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，基于風速與風向數據的自適應控制算法，包括：
3.根據權利要求2所述的一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，全控型電力電子變換器為電壓源型換流器且配置有絕緣柵雙極晶體管。
4.根據權利要求3所述的一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，智能調控系統中的實時數據分析與預測模塊對風電輸出功率進行實時監測與預測，以提前調整輸電策略，包括：
5.根據權利要求4所述的一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，動態電壓電流控制模塊基于模型預測控制算法MPC，根據風電波動和電網需求，動態調整直流電壓和電流，確保輸電效率與穩定性，包括：
6.根據權利要求5所述的一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，故障自診斷與快速恢復模塊集成有故障檢測與隔離算法，用于實現故障點的快速定位與切除，同時啟動備用路徑，確保系統連續供電，包括：
【技術特征摘要】
1.一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，基于風速與風向數據的自適應控制算法，包括：
3.根據權利要求2所述的一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，全控型電力電子變換器為電壓源型換流器且配置有絕緣柵雙極晶體管。
4.根據權利要求3所述的一種風電高壓直流輸電系統，其特征在于，智能調控系統中的實時數據分析與預測模塊對風電輸出功率進行實時...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李本超，任建強，李方義，程明，陸偉剛，雒鵬鵬，高洪全，馬步峰，
申請(專利權)人：華能隴東能源有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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