海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法及装置

技术领域

本公开涉及海上风电场柔性直流输电领域，尤其涉及一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法及装置。

背景技术

随着新能源发电的快速发展，风电发电在电力系统中逐渐占据较大比重。风电发电包括陆上风力发电和海上风力发电。其中对于海上风力发电而言，柔性直流输电技术是目前深远海大规模风电送出的主流方式。与海上风电交流并网系统不同，海上风电柔性直流输电系统存在两个并网点，一个是陆上换流站与大电网(即陆上主网)连接的网侧并网点，一个是海上换流站与风电场连接的机侧并网点。现有技术中虽然有针对并网点处发生故障的故障穿越方法，但在故障期间电压外环限幅条件下直流输电系统恢复比较慢。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的第一个目的在于提出一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法，主要目的在于在故障期间电压外环限幅条件下加速直流输电系统恢复。

本公开的第二个目的在于提出一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置。

本公开的第三个目的在于提出一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备。

为达上述目的，本公开第一方面实施例提出了一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法，海上风电柔性直流输电系统包括机侧换流器和机侧并网点，机侧换流器经由机侧并网点与海上风电场连接，所述方法包括：

获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压；

分别针对正序和负序，基于所述三相电压实测值、三相电流实测值、所述基波角频率利用派克变换获得对应的dq轴电压和dq轴电流；

分别针对正序和负序，基于对应的所述d轴电压参考值、所述dq轴电压、所述dq轴电流、所述预设最大电流、所述基波角频率和所述预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值；

基于正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，基于目标三相电压参考值对所述机侧换流器进行控制，以实现故障穿越。

在本公开的一个实施例中，所述dq轴电压包括d轴电压和q轴电压，所述分别针对正序和负序，基于对应的所述d轴电压参考值、所述dq轴电压、所述dq轴电流、所述预设最大电流、所述基波角频率和所述预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值，包括：针对正序，基于正序d轴电压参考值、所述预设最大电流、正序d轴电压获得正序dq轴电流参考值；基于所述正序dq轴电流参考值、正序dq轴电流、正序dq轴电压、所述预设最大电压和所述基波角频率生成正序三相电压参考值；针对负序，基于负序d轴电压参考值、所述预设最大电流、负序d轴电压获得负序dq轴电流参考值；基于所述负序dq轴电流参考值、负序dq轴电流、负序dq轴电压、所述预设最大电压和所述基波角频率生成负序三相电压参考值。

在本公开的一个实施例中，所述正序dq轴电流参考值包括正序d轴电流参考值和正序q轴电流参考值，所述基于正序d轴电压参考值、所述预设最大电流、正序d轴电压获得正序dq轴电流参考值，包括：针对正序d轴，基于正序d轴电压参考值和正序d轴电压获得正序d轴电流调节值；选择所述正序d轴电流调节值和所述预设最大电流的最大值作为正序d轴电流参考值；针对正序q轴，基于所述正序d轴电流参考值获得正序q轴电流参考值。

在本公开的一个实施例中，所述基于所述正序dq轴电流参考值、正序dq轴电流、正序dq轴电压、所述预设最大电压和所述基波角频率生成正序三相电压参考值，包括：针对正序d轴，基于所述正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流、正序d轴电压和所述预设最大电压获得目标正序d轴电压参考值；针对正序q轴，基于所述正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流、正序q轴电压、所述预设最大电压和所述目标正序d轴电压参考值获得目标正序q轴电压参考值；基于所述目标正序d轴电压参考值、所述目标正序q轴电压参考值和所述基波角频率利用派克逆变换获得正序三相电压参考值。

在本公开的一个实施例中，所述基于所述正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流、正序d轴电压和所述预设最大电压获得目标正序d轴电压参考值，包括：基于所述正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流和正序d轴电压获得第一电压；选择所述预设最大电压和所述第一电压的最小值作为目标正序d轴电压参考值。

在本公开的一个实施例中，所述针对正序q轴，基于所述正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流、正序q轴电压、所述预设最大电压和所述目标正序d轴电压参考值获得目标正序q轴电压参考值，包括：基于所述正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流和正序q轴电压获得第二电压；基于所述预设最大电压和所述目标正序d轴电压参考值获得第三电压；选择所述第二电压和所述第三电压最小值作为目标正序q轴电压参考值。

在本公开的一个实施例中，基于所述正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流和正序d轴电压获得第一电压，包括：基于所述正序d轴电流参考值、正序d轴电流获得第一中间电压；基于正序q轴电流获得内环调制波q轴参考电压；基于正序d轴电压和电压前馈低通滤波器传递函数获得第二中间电压；基于所述第一中间电压、所述内环调制波q轴参考电压和所述第二中间电压获得所述第一电压。

为达上述目的，本公开第二方面实施例提出了一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置，海上风电柔性直流输电系统包括机侧换流器和机侧并网点，机侧换流器经由机侧并网点与海上风电场连接，所述装置包括：

获取模块，用于获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压；

第一处理模块，用于分别针对正序和负序，基于所述三相电压实测值、三相电流实测值、所述基波角频率利用派克变换获得对应的dq轴电压和dq轴电流；

第二处理模块，用于分别针对正序和负序，基于对应的所述d轴电压参考值、所述dq轴电压、所述dq轴电流、所述预设最大电流、所述基波角频率和所述预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值；

控制模块，用于基于正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，基于目标三相电压参考值对所述机侧换流器进行控制，以实现故障穿越。

在本公开的一个实施例中，所述第二处理模块，具体用于：针对正序，基于正序d轴电压参考值、所述预设最大电流、正序d轴电压获得正序dq轴电流参考值；基于所述正序dq轴电流参考值、正序dq轴电流、正序dq轴电压、所述预设最大电压和所述基波角频率生成正序三相电压参考值；针对负序，基于负序d轴电压参考值、所述预设最大电流、负序d轴电压获得负序dq轴电流参考值；基于所述负序dq轴电流参考值、负序dq轴电流、负序dq轴电压、所述预设最大电压和所述基波角频率生成负序三相电压参考值。

为达上述目的，本公开第三方面实施例提出了一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开第一方面实施例的海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法。

在本公开一个或多个实施例中，海上风电柔性直流输电系统包括机侧换流器和机侧并网点，机侧换流器经由机侧并网点与海上风电场连接，方法包括：获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压；分别针对正序和负序，基于三相电压实测值、三相电流实测值、基波角频率利用派克变换获得对应的dq轴电压和dq轴电流；分别针对正序和负序，基于对应的d轴电压参考值、dq轴电压、dq轴电流、预设最大电流、基波角频率和预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值；基于正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，基于目标三相电压参考值对机侧换流器进行控制，以实现故障穿越。在这种情况下，综合获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压，获得正序和负序对应的dq轴电压和dq轴电流，进而生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值，并利用正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，通过目标三相电压参考值对机侧换流器进行控制来实现故障穿越，其中，在故障期间电压外环限幅条件下，更好地降低了故障对并网电压的影响，加速了直流输电系统恢复。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本公开实施例所提供的海上风电柔性直流输电系统的拓扑结构示意图；

图2为本公开实施例所提供的海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法的流程示意图；

图3(a)为本公开实施例提供的获得正序dq轴电压和dq轴电流的原理图；

图3(b)为本公开实施例提供的获得负序dq轴电压和dq轴电流的原理图；

图4为本公开实施例提供的故障期间机侧变流器的控制原理图；

图5为本公开实施例所提供的一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置的框图；

图6是用来实现本公开实施例的海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法的海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。还应当理解，本公开中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

本公开提供了一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法及装置，主要目的在于在故障期间电压外环限幅条件下加速直流输电系统恢复。

易于理解地，海上风电柔性直流输电系统包括网侧换流器、网侧并网点、机侧换流器和机侧并网点，网侧换流器经由网侧并网点与陆上主网连接，机侧换流器经机侧并网点与海上风电场连接。

图1为本公开实施例所提供的海上风电柔性直流输电系统的拓扑结构示意图。如图1所示，海上风电柔性直流输电系统包括依次连接的机侧联接变压器、海上换流站、电缆线路、陆上换流站和网侧联接变压器。其中，机侧联接变压器的一端连接海上换流站(即机侧换流器)，机侧联接变压器的另一端连接海上风电场，机侧联接变压器与海上风电场的连接点为机侧并网点。网侧联接变压器的一端连接陆上换流站(即网侧换流器)，网侧联接变压器的另一端连接陆上主网，网侧联接变压器与陆上主网的连接点为网侧并网点。陆上换流站和海上换流站采用电压源换流器(Voltage Source Converter，VSC)。电缆线路用于输送高压直流电。电缆线路的近陆上换流站侧设置有耗能装置。耗能装置用于消耗柔性直流输电系统直流侧盈余功率，配合实现柔直系统交流故障穿越。

图1所示的海上风电柔性直流输电系统，在正常运行时，一般采用正负序交流电压外环电流内环的双闭环控制结构对网侧换流器和机侧换流器进行控制。该正负序交流电压外环电流内环的双闭环控制方式与连接有源电网下的控制方式不同，定交流侧电压控制中坐标变换(例如派克变换)的角度直接基于基波角频率给定，从而将并网点电压频率控制在额定频率。其中坐标变换的角度(即相位)等于基波角频率与时间的乘积。在海上风电柔性直流输电系统发生故障时，可以采用本公开的海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法完成故障穿越。其中海上风电柔性直流输电系统故障位置例如可以是图1中机侧联接变压器与海上风电场之间的连接点的位置，也即机侧并网点处发生故障。

在第一个实施例中，图2为本公开实施例所提供的海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法的流程示意图。如图2所示，该海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法包括以下步骤：

步骤S11，获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压。

具体地，在步骤S11中，获取的机侧换流器交流侧的三相电压实测值包括A相电压实测值u

步骤S12，分别针对正序和负序，基于三相电压实测值、三相电流实测值、基波角频率利用派克变换获得对应的dq轴电压和dq轴电流。

在步骤S12中，分别针对正序和负序生成正序dq轴电压、正序dq轴电流、负序dq轴电压、负序dq轴电流。由于dq轴电压包括d轴电压和q轴电压，dq轴电流包括d轴电流和q轴电流，故正序dq轴电压包括正序d轴电压u

具体地，图3(a)为本公开实施例提供的获得正序dq轴电压和dq轴电流的原理图；图3(b)为本公开实施例提供的获得负序dq轴电压和dq轴电流的原理图。

如图3(a)所示获取正序dq轴电压和正序dq轴电流的正序dq变换过程包括：将三相电流实测值(即A相电流实测值i

如图3(b)所示获取负序dq轴电压和负序dq轴电流的负序dq变换过程包括：将三相电流实测值(即A相电流实测值i

在步骤S12中，获得的正序d轴电压u

步骤S13，分别针对正序和负序，基于对应的d轴电压参考值、dq轴电压、dq轴电流、预设最大电流、基波角频率和预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值。

具体地，在步骤S13中，分别针对正序和负序，基于对应的d轴电压参考值、dq轴电压、dq轴电流、预设最大电流、基波角频率和预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值，包括：针对正序，基于正序d轴电压参考值、预设最大电流、正序d轴电压获得正序dq轴电流参考值；基于正序dq轴电流参考值、正序dq轴电流、正序dq轴电压、预设最大电压和基波角频率生成正序三相电压参考值；针对负序，基于负序d轴电压参考值、预设最大电流、负序d轴电压获得负序dq轴电流参考值；基于负序dq轴电流参考值、负序dq轴电流、负序dq轴电压、预设最大电压和基波角频率生成负序三相电压参考值。

在步骤S13中，正序dq轴电流参考值包括正序d轴电流参考值i

在步骤S13中，生成正序三相电压参考值和生成负序三相电压参考值的过程一样，本步骤中主要描述正序三相电压参考值的计算处理过程，负序三相电压参考值的计算处理过程可以参照正序三相电压参考值的计算处理过程。

在步骤S13中，易于理解地，系统正常运行时，若给定的正序d轴电压参考值U

在步骤S13中，机侧并网点故障后，电压外环将逐渐饱和，此时正序d轴电流参考值i

具体地，针对正序，基于正序d轴电压参考值、预设最大电流、正序d轴电压获得正序dq轴电流参考值，包括：针对正序d轴，基于正序d轴电压参考值和正序d轴电压获得正序d轴电流调节值；选择正序d轴电流调节值和预设最大电流的最大值作为正序d轴电流参考值；针对正序q轴，基于正序d轴电流参考值获得正序q轴电流参考值。

其中，将正序d轴电压参考值U

正序d轴电流参考值i

i

其中，k1为下垂控制参数。

正序q轴电流参考值i

在步骤S13中，参照正序d轴电流参考值i

在步骤S13中，基于正序dq轴电流参考值、正序dq轴电流、正序dq轴电压、预设最大电压和基波角频率生成正序三相电压参考值，包括：针对正序d轴，基于正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流、正序d轴电压和预设最大电压获得目标正序d轴电压参考值；针对正序q轴，基于正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流、正序q轴电压、预设最大电压和目标正序d轴电压参考值获得目标正序q轴电压参考值；基于目标正序d轴电压参考值、目标正序q轴电压参考值和基波角频率利用派克逆变换获得正序三相电压参考值。其中，目标正序d轴电压参考值可以用符号U

在步骤S13中，针对正序d轴，基于正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流、正序d轴电压和预设最大电压获得目标正序d轴电压参考值，包括：基于正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流和正序d轴电压获得第一电压；选择预设最大电压和第一电压的最小值作为目标正序d轴电压参考值。即目标正序d轴电压参考值U

U

在步骤S13中，针对正序q轴，基于正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流、正序q轴电压、预设最大电压和目标正序d轴电压参考值获得目标正序q轴电压参考值，包括：基于正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流和正序q轴电压获得第二电压；基于预设最大电压和目标正序d轴电压参考值获得第三电压；选择第二电压和第三电压最小值作为目标正序q轴电压参考值。即目标正序q轴电压参考值U

其中，V

在步骤S13中，基于正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流和正序d轴电压获得第一电压，包括：基于正序d轴电流参考值、正序d轴电流获得第一中间电压；基于正序q轴电流获得内环调制波q轴参考电压；基于正序d轴电压和电压前馈低通滤波器传递函数获得第二中间电压；基于第一中间电压、内环调制波q轴参考电压和第二中间电压获得第一电压。

在步骤S13中，基于正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流和正序q轴电压获得第二电压，包括：基于正序q轴电流参考值、正序q轴电流获得第三中间电压；基于正序d轴电流获得内环调制波d轴参考电压；基于正序q轴电压和电压前馈低通滤波器传递函数获得第四中间电压；基于第三中间电压、内环调制波d轴参考电压和第四中间电压获得第二电压。

图4为本公开实施例提供的故障期间机侧变流器的控制原理图。

在一些实施例中，如图4所示，正序三相电压参考值u

计算正序d轴电流参考值i

如图4所示，负序三相电压参考值u

步骤S14，基于正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，基于目标三相电压参考值对机侧换流器进行控制，以实现故障穿越。

具体地，在步骤S14中，如图4所示，计算正序三相电压参考值u

在本公开实施例的海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法中，海上风电柔性直流输电系统包括机侧换流器和机侧并网点，机侧换流器经由机侧并网点与海上风电场连接，方法包括：获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压；分别针对正序和负序，基于三相电压实测值、三相电流实测值、基波角频率利用派克变换获得对应的dq轴电压和dq轴电流；分别针对正序和负序，基于对应的d轴电压参考值、dq轴电压、dq轴电流、预设最大电流、基波角频率和预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值；基于正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，基于目标三相电压参考值对机侧换流器进行控制，以实现故障穿越。在这种情况下，综合获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压，获得正序和负序对应的dq轴电压和dq轴电流，进而生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值，并利用正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，通过目标三相电压参考值对机侧换流器进行控制来实现故障穿越，其中，在故障期间电压外环限幅条件下，更好地降低了故障对并网电压的影响，加速了直流输电系统恢复。基于本公开的方法，能够在海上换流站交流侧与风电场之间发生交流故障时，能够更好地分配正负序中dq轴电流参考值给与电流内环，从而有助于系统快速恢复，使得系统稳定运行在设备承受能力内的安全范围。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。

本公开涉及一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置。利用该海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置能够在故障期间电压外环限幅条件下加速直流输电系统恢复。海上风电柔性直流输电系统包括机侧换流器和机侧并网点，机侧换流器经由机侧并网点与海上风电场连接。

请参见图5，图5为本公开实施例所提供的一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置的框图。该海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置10包括获取模块11、第一处理模块12、第二处理模块13和控制模块14，其中：

获取模块11，用于获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压；

第一处理模块12，用于分别针对正序和负序，基于三相电压实测值、三相电流实测值、基波角频率利用派克变换获得对应的dq轴电压和dq轴电流；

第二处理模块13，用于分别针对正序和负序，基于对应的d轴电压参考值、dq轴电压、dq轴电流、预设最大电流、基波角频率和预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值；

控制模块14，用于基于正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，基于目标三相电压参考值对机侧换流器进行控制，以实现故障穿越。

可选地，第二处理模块12，具体用于：针对正序，基于正序d轴电压参考值、预设最大电流、正序d轴电压获得正序dq轴电流参考值；基于正序dq轴电流参考值、正序dq轴电流、正序dq轴电压、预设最大电压和基波角频率生成正序三相电压参考值；针对负序，基于负序d轴电压参考值、预设最大电流、负序d轴电压获得负序dq轴电流参考值；基于负序dq轴电流参考值、负序dq轴电流、负序dq轴电压、预设最大电压和基波角频率生成负序三相电压参考值。

可选地，正序dq轴电流参考值包括正序d轴电流参考值和正序q轴电流参考值。第二处理模块12，具体用于：针对正序d轴，基于正序d轴电压参考值和正序d轴电压获得正序d轴电流调节值；选择正序d轴电流调节值和预设最大电流的最大值作为正序d轴电流参考值；针对正序q轴，基于正序d轴电流参考值获得正序q轴电流参考值。

可选地，第二处理模块12，具体用于：针对正序d轴，基于正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流、正序d轴电压和预设最大电压获得目标正序d轴电压参考值；针对正序q轴，基于正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流、正序q轴电压、预设最大电压和目标正序d轴电压参考值获得目标正序q轴电压参考值；基于目标正序d轴电压参考值、目标正序q轴电压参考值和基波角频率利用派克逆变换获得正序三相电压参考值。

可选地，第二处理模块12，具体用于：基于正序d轴电流参考值、正序d轴电流、正序q轴电流和正序d轴电压获得第一电压；选择预设最大电压和第一电压的最小值作为目标正序d轴电压参考值。

可选地，第二处理模块12，具体用于：基于正序q轴电流参考值、正序q轴电流、正序d轴电流和正序q轴电压获得第二电压；基于预设最大电压和目标正序d轴电压参考值获得第三电压；选择第二电压和第三电压最小值作为目标正序q轴电压参考值。

可选地，第二处理模块12，具体用于：基于正序d轴电流参考值、正序d轴电流获得第一中间电压；基于正序q轴电流获得内环调制波q轴参考电压；基于正序d轴电压和电压前馈低通滤波器传递函数获得第二中间电压；基于第一中间电压、内环调制波q轴参考电压和第二中间电压获得第一电压。

需要说明的是，前述对海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法实施例的解释说明也适用于该实施例的海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置，此处不在赘述。

在本公开实施例的海上风电柔性直流输电系统故障穿越装置中，获取模块用于获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压；第一处理模块用于分别针对正序和负序，基于三相电压实测值、三相电流实测值、基波角频率利用派克变换获得对应的dq轴电压和dq轴电流；第二处理模块用于分别针对正序和负序，基于对应的d轴电压参考值、dq轴电压、dq轴电流、预设最大电流、基波角频率和预设最大电压生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值；控制模块用于基于正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，基于目标三相电压参考值对机侧换流器进行控制，以实现故障穿越。在这种情况下，综合获取机侧并网点故障期间的机侧换流器交流侧的三相电压实测值、三相电流实测值、d轴电压参考值、机侧换流器的预设最大电流、基波角频率和预设最大电压，获得正序和负序对应的dq轴电压和dq轴电流，进而生成正序三相电压参考值和负序三相电压参考值，并利用正序三相电压参考值和负序三相电压参考值生成目标三相电压参考值，通过目标三相电压参考值对机侧换流器进行控制来实现故障穿越，其中，在故障期间电压外环限幅条件下，更好地降低了故障对并网电压的影响，加速了直流输电系统恢复。基于本公开的装置，能够在海上换流站交流侧与风电场之间发生交流故障时，能够更好地分配正负序中dq轴电流参考值给与电流内环，从而有助于系统快速恢复，使得系统稳定运行在设备承受能力内的安全范围。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图6是用来实现本公开实施例的海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法的海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备的框图。海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴电子设备和其它类似的计算装置。本公开所示的部件、部件的连接和关系、以及部件的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本公开中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图6所示，海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备20包括计算单元21，其可以根据存储在只读存储器(ROM)22中的计算机程序或者从存储单元28加载到随机访问存储器(RAM)23中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 23中，还可存储海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备20操作所需的各种程序和数据。计算单元21、ROM 22以及RAM 23通过总线24彼此相连。输入/输出(I/O)接口25也连接至总线24。

海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备20中的多个部件连接至I/O接口25，包括：输入单元26，例如键盘、鼠标等；输出单元27，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元28，例如磁盘、光盘等，存储单元28与计算单元21通信连接；以及通信单元29，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元29允许海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备20通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备交换信息/数据。

计算单元21可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元21的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元21执行上述所描述的各个方法和处理，例如执行海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法。例如，在一些实施例中，海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元28。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 22和/或通信单元29而被载入和/或安装到海上风电柔性直流输电系统故障穿越设备20上。当计算机程序加载到RAM 23并由计算单元21执行时，可以执行上述描述的海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元21可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行海上风电柔性直流输电系统故障穿越方法。

本公开中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑电子设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或电子设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存电子设备、磁储存电子设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual Private Server"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本公开在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。