[發明專利]一種可實現無功支持的雙饋型風電機組高電壓穿越方法

無效

• 申請號: 201310086909.9
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN103178543A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 徐海亮;賀益康;章瑋
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及一種可實現無功支持的雙饋型風電機組高電壓穿越方法，可在并網點電壓發生驟升故障時確保風電機組不脫網運行，并能利用機組自身的無功控制功能對故障電網提供一定的無功支撐，從而有利于故障電網的快速恢復以及其他并網負載的安全運行。

背景技術

近年來，隨著風電機組單機容量的擴大和總裝機容量在電網中所占比例的快速提高，世界各國紛紛出臺風電并網導則，對并網風電機組的穩定性、可靠性提出了明確要求。其中，難度較大、技術要求相對較高的當屬電網電壓跌落或驟升故障下的不脫網運行（Fault?ride-through，FRT）要求。針對電網電壓跌落故障的低電壓穿越（Low?voltage?ride-through，LVRT）運行，國內外已有大量研究，相關技術也較為成熟。但對于電網電壓驟升（swell）故障下風電機組的運行與控制研究，則鮮見報道。

實際上，與電壓跌落相對應，電壓驟升是一種常見電網異常現象，通常發生在電網電壓恢復瞬間或電網無功功率過剩情況下。在配置有無功補償裝置的風電場中，一般情況下其無功功率處于平衡狀態，但當電網電壓發生跌落時，常會引發一些無LVRT能力的風電機組從電網中解列，此時無功補償裝置如未得到及時調節，將導致電網無功功率過剩，進而抬升并網點端電壓。那些曾通過低電壓穿越考驗的機組如未考慮過電壓保護設計，此時也不得不接續從電網中解列，再次造成風電機組大規模脫網。2011年2月24日甘肅598臺風電機組脫網中，274臺為低電壓脫網，其余324臺為高電壓脫網。因此，雙饋感應發電機暫態保護設計中除需考慮電壓跌落外，還需防范電壓驟升的危害，以期實現機組的高電壓穿越運行（High?voltage?ride-through，HVRT）。

目前，國際上對風電機組HVRT已有初步規范的是澳大利亞電網規程，其要求風電機組能夠在并網點電壓驟升至1.3倍標稱值時不脫網運行60ms。盡管這一規程給出了明確的風電機組并網運行區間，但對于電壓驟升期間機組的無功安排卻沒有進一步限定，國內外相關文獻對此也鮮見報道。因此，綜合分析、研究電網電壓驟升期間作為主流機型的雙饋感應發電機的無功控制能力，進而提出一種充分發揮雙饋型風電機組動態無功支撐功能的高電壓穿越方案就顯得日益必要和迫切。

發明內容

本發明目的在于提供一種可實現無功支持的雙饋型風電機組高電壓穿越方法，既滿足電網電壓驟升期間風電機組不脫網運行要求，又能對故障電網提供一定的無功支持，從而協助故障電網快速恢復。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種可實現無功支持的雙饋型風電機組高電壓穿越方法，該方法為：實時檢測并網點線電壓U_T、直流母線電壓V_dc；當U_T<1.1倍標稱值時，通過上位機控制網側變流器工作在單位功率因數模式、轉子側變流器工作在最大功率追蹤模式；當U_T≥1.1倍標稱值時，通過上位機控制網側變流器工作在母線電壓控制模式、轉子側變流器工作在無功功率支持模式；自適應直流卸荷電路根據V_dc的大小判斷自身導通或關斷。

進一步地，所述當U_T<1.1倍標稱值時，通過上位機控制網側變流器工作在單位功率因數模式、轉子側變流器工作在最大功率追蹤模式具體為：當U_T<1.1倍標稱值時，網側變流器工作在單位功率因數模式、轉子側變流器工作在最大功率追蹤模式時，網側變流器的有功電流指令設定為電壓環PI調節器的輸出值，網側變流器的無功電流指令轉子側變流器的有功電流指令、無功電流指令分別設定為：