[發明專利]全功率風電機組并網變流器低電壓穿越控制方法

無效

• 申請號: 201110442399.5
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN103187734A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 童亦斌;周飛;姚修遠
• 申請（專利權）人: 北京能高自動化技術股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，采用電壓型并網變流器，其特征是，包括以下步驟：1）檢測中間直流電壓，得到中間直流電壓反饋值，與中間直流電壓指令值比較，其差值輸入電壓調節器，電壓調節器控制中間直流電壓跟隨中間直流電壓指令值；2）電壓調節器的輸出是電網側變流器有功電流指令值，在低電壓穿越階段需要限制有功電流的指令值，確保網側變流器能夠按照最大能力向電網輸出能量而不出現過流故障；3）低電壓穿越期間，改變發電機磁場給定值，通過磁場調節器迅速減小風力發電機的磁場，使發電機的輸出功率減小，保證變流器的輸入和輸出功率平衡；4）在低電壓穿越的過程中可以認為風速不變，發電機的機械輸入功率近似不變；在發電機磁場減小后，發電機的輸出電功率降低，會導致發電機的輸入輸出功率不平衡，發電機升速；由于風力發電機組的轉動慣量很大，可以保證發電機轉速始終處于正常范圍內；電網電壓恢復后，并網功率會迅速上升，造成中間直流電壓下降：1）檢測到中間直流電壓下降，得到中間直流電壓反饋值，與中間直流電壓指令值比較，其差值輸入電壓調節器，電壓調節器控制中間直流電壓跟隨中間直流電壓指令值；2）電壓調節器的輸出是電網側變流器有功功率指令值，在正常工作的條件下能夠穩定控制風電機組并網變流器有功功率，確保變流器的功率平衡；3）隨著電網側電壓的慢慢恢復，逐步將發電機磁場給定值恢復至正常，發電機的輸出功率增加；根據發電機的轉矩平衡方程，電機的輸入輸出功率逐漸恢復平衡，電機轉速不再升高；至此，低電壓期間的一個調節過程結束。

2.風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，采用電流型并網變流器，其特征是，包括以下步驟：1）檢測中間直流電流，得到中間直流電流反饋值，與中間直流電流指令值比較，其差值輸入電流調節器，電流調節器控制中間直流電流跟隨中間直流電流指令值；2）電流調節器的輸出是電網側變流器有功電流指令值，在低電壓穿越階段需要限制有功電流的指令值，確保網側變流器能夠按照最大能力向電網輸出能量而不出現過流故障；3）低電壓穿越期間，改變發電機磁場給定值，通過磁場調節器迅速減小風力發電機的勵磁，使發電機的輸出功率減小，從而保證變流器的輸入和輸出功率平衡；4）在低電壓穿越的過程中可以認為風速不變，發電機的機械輸入功率近似不變；在發電機磁場減小后，發電機的輸出電功率降低，會導致發電機的輸入輸出功率不平衡，發電機升速；由于風力發電機組的轉動慣量很大，可以保證發電機轉速始終處于正常范圍內；電網電壓恢復后，并網功率會迅速上升，造成中間直流電壓下降:?1）檢測到中間直流電流下降，得到中間直流電流反饋值，與中間直流電流指令值比較，其差值輸入電流調節器，電流調節器控制中間直流電流跟隨中間直流電壓電流值；2）電壓調節器的輸出是電網側變流器有功功率指令值，在正常工作的條件下能夠穩定控制風電機組并網變流器有功功率，確保變流器的功率平衡；3）隨著電網側電壓的慢慢恢復，逐步將發電機磁場給定值恢復至正常，發電機的輸出功率增加；根據發電機的轉矩平衡方程，電機的輸入輸出功率逐漸恢復平衡，電機轉速不再升高；至此，低電壓期間的一個調節過程結束。

3.根據權利要求1或2所述的風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，其特征在于，所述并網變流器在電網電壓跌落期間，根據電網電壓或主控或其他上位機給定無功功率指令值，與實際無功功率反饋比較，差值輸入無功功率調節器，無功功率調節器控制網側變流器，使并網的無功功率跟隨無功功率指令值，實現對電網進行無功補償，幫助電網電壓更快恢復正常。

4.根據權利要求1或2所述的風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，其特征在于，單位功率因數并網時，無功功率指令設置為零。

5.根據權利要求3所述的風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，其特征在于，無功功率指令值以功率值或者無功功率電流值形式給出。

6.根據權利要求1或2所述的風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，其特征在于，低電壓穿越期間，通過控制發電機磁場，實現風力發電機組并網變流器功率平衡。

7.根據權利要求1或2所述的風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，其特征在于，發電機磁場給定值以磁場值或者磁場電流值形式給出。

8.根據權利要求1或2所述的風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，其特征在于，發電機磁場給定值大小可以根據風電機組運行狀態或電網運行狀態或變流器運行狀態得出。

9.根據權利要求6所述的風力發電機組并網變流器低電壓穿越控制方法，其特征在于，發電機磁場控制可以通過定子繞組控制或者轉子繞組控制或者定子繞組與轉子繞組協調控制或者其他勵磁繞組控制。