[發明專利]一種提高直驅動風電機組機械傳動鏈運行穩定性的方法

有效

• 申請號: 201310370154.5
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103457528A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張磊;趙大偉;姜達軍;王湘艷;朱凌志;陳寧;錢敏慧;趙亮;葛路明
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種提高直驅動風電機組機械傳動鏈運行穩定性的方法，其特征在于，數據采集卡實時采集直驅風電機組的運行變量X；所述運行變量X包括發電機轉速、發電機輸出的有功功率和發電機機端母線頻率；所述方法包括下述步驟：

步驟1：依據所述運行變量X和所述機械傳動鏈的機械特性設計機械傳動鏈穩定系統；

步驟2：所述機械傳動鏈穩定系統對所述運行變量X進行濾波處理；

步驟3：所述機械傳動鏈穩定系統對直驅風電機組變流器的直流電容端電壓參考值U_dcref進行動態補償。

2.如權利要求1所述的一種提高直驅動風電機組機械傳動鏈運行穩定性的方法，其特征在于，所述步驟1中的所述機械傳動鏈穩定系統包括依次串聯連接在所述數據采集卡和所述變流器之間的帶通濾波器和阻尼控制器。

3.如權利要求1所述的一種提高直驅動風電機組機械傳動鏈運行穩定性的方法，其特征在于，所述帶通濾波器對所述運行變量X進行所述濾波處理；所述阻尼控制器輸出補償電壓ΔU_dc對所述直流電容端電壓參考值U_dcref進行動態補償；所述步驟3中的所述直流電容端電壓參考值U_dcref動態補償控制包括：

步驟3-1：所述運行變量X不發生波動時，所述補償電壓ΔU_dc的值為零；所述直流電容端的實際電壓U_dc穩定跟蹤所述電壓參考值U_dcref，所述機組機械傳動鏈穩定運行；

步驟3-2：所述運行變量X發生波動時，所述機械傳動鏈穩定系統實時輸出與所述運行變量X的波動變化值ΔX相應的所述補償電壓ΔU_dc；所述直流電容端的實際電壓U_dc實時跟蹤所述電壓參考值U_dcref與所述補償電壓ΔU_dc的和；若所述補償電壓ΔU_dc升高，機械傳動鏈產生的與所述波動變化值ΔX相應的機械能轉換為電能儲存在所述變流器的直流電容中；若所述補償電壓ΔU_dc降低，所述直流電容向電網釋放與所述波動變化值ΔX相應的電能，從而保證所述機組機械傳動鏈穩定運行。

4.如權利要求2所述的一種提高直驅動風電機組機械傳動鏈運行穩定性的方法，其特征在于，所述帶通濾波器的中心頻率為所述機械傳動鏈的固有振蕩頻率f_N；所述帶通濾波器的帶寬f_b為所述固有振蕩頻率f_N的0.14倍。

5.如權利要求1-3任一項所述的一種提高直驅動風電機組機械傳動鏈運行穩定性的方法，其特征在于，所述阻尼控制器包括電流隔直環節、相位校正環節、信號放大環節和電壓限幅環節；所述阻尼控制器對帶通濾波器輸出值與運行變量給定值X_ref的差值信號進行隔直、相位校正、信號放大和電壓限幅操作；

所述電壓限幅環節用于對所述補償電壓ΔU_dc進行限幅；所述補償電壓ΔU_dc的限幅上限值為U_dcmax-U_dcref，限幅下限值為U_invmin-U_dcref；所述U_dcmax為所述變流器的直流電容端的電壓最大極限值；所述U_invmin為實現所述變流器逆變的所述直流電容端的電壓最小極限值。

6.如權利要求1所述的一種提高直驅動風電機組機械傳動鏈運行穩定性的方法，其特征在于，所述步驟1中設計所述機械傳動鏈穩定系統時，所述發電機轉速、所述有功功率、所述發電機機端母線頻率中的任意一個或兩個或三個作為設計所述機械傳動鏈穩定系統的所述運行變量X。