[發(fā)明專利]一種全功率風(fēng)電系統(tǒng)的電網(wǎng)故障穿越方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510080562.6
• 申請(qǐng)日: 2015-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN104617584B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王成悅;楊春源;汪令祥;孟祥志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陽(yáng)光電源股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種全功率風(fēng)電系統(tǒng)的電網(wǎng)故障穿越方法，其特征在于，包括：

對(duì)全功率風(fēng)電系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓進(jìn)行故障診斷；

在診斷出電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡跌落故障后，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓是否在低壓狀態(tài)下跌落穩(wěn)定；當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓在低壓狀態(tài)下跌落穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)電壓的跌落幅度對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器進(jìn)行容性無(wú)功功率補(bǔ)償控制；

在診斷出電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡驟升故障后，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓是否在高壓狀態(tài)下驟升穩(wěn)定；當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓在高壓狀態(tài)下驟升穩(wěn)定時(shí)，判斷網(wǎng)側(cè)變流器是否處于調(diào)制狀態(tài)；若網(wǎng)側(cè)變流器處于調(diào)制狀態(tài)，根據(jù)電網(wǎng)電壓的驟升幅度對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器進(jìn)行感性無(wú)功功率補(bǔ)償控制；若網(wǎng)側(cè)變流器處于過調(diào)制狀態(tài)，對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)制封鎖；

其中，在電網(wǎng)跌落或驟升的故障穿越響應(yīng)過程中，所述全功率風(fēng)電系統(tǒng)中的撬棒電路根據(jù)檢測(cè)到的直流電壓值和設(shè)定的直流電壓滯環(huán)寬度進(jìn)行Bang-Bang控制，以卸荷機(jī)側(cè)饋入直流側(cè)的多余能量，并有效抑制電網(wǎng)驟升引起的直流電壓泵升，使直流電壓穩(wěn)定在設(shè)定的安全閾值范圍內(nèi)；為降低撬棒的動(dòng)作頻率，減少撬棒功率開關(guān)器件的電壓與電流應(yīng)力，控制所述機(jī)側(cè)變流器由功率或轉(zhuǎn)矩跟蹤模式切入到限功率運(yùn)行模式，同時(shí)設(shè)置機(jī)側(cè)的最大功率限幅等于網(wǎng)側(cè)實(shí)際輸出的有功功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)全功率風(fēng)電系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓進(jìn)行故障診斷，包括：

采用雙同步坐標(biāo)系解耦軟件鎖相環(huán)技術(shù)計(jì)算得到電網(wǎng)正序電壓的幅值；

當(dāng)所述電網(wǎng)正序電壓的幅值低于正常幅值的下限時(shí)，判定電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡跌落故障；當(dāng)所述電網(wǎng)正序電壓的幅值高于正常幅值的上限時(shí)，判定電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡驟升故障。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)全功率風(fēng)電系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓進(jìn)行故障診斷前，還包括：采用空間矢量脈寬調(diào)制方式對(duì)全功率風(fēng)電系統(tǒng)中的機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器進(jìn)行調(diào)制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在判斷得到網(wǎng)側(cè)變流器處于調(diào)制狀態(tài)后，還包括：對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器進(jìn)行變直流電壓控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在診斷出電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡跌落故障后，以及所述在診斷出電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡驟升故障后，均還包括：

判斷網(wǎng)側(cè)變流器的橋臂側(cè)電流是否在安全閾值范圍內(nèi)；

當(dāng)網(wǎng)側(cè)變流器的橋臂側(cè)電流超出安全閾值范圍時(shí)，對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)制封鎖。

6.一種全功率風(fēng)電系統(tǒng)的電網(wǎng)故障穿越裝置，其特征在于，包括：

故障診斷單元，用于對(duì)全功率風(fēng)電系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓進(jìn)行故障診斷；

低電壓穿越單元，用于在診斷出電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡跌落故障后，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓是否在低壓狀態(tài)下跌落穩(wěn)定；當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓在低壓狀態(tài)下跌落穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)電壓的跌落幅度對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器進(jìn)行容性無(wú)功功率補(bǔ)償控制；

高電壓穿越單元，用于在診斷出電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡驟升故障后，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓是否在高壓狀態(tài)下驟升穩(wěn)定；當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓在高壓狀態(tài)下驟升穩(wěn)定時(shí)，判斷網(wǎng)側(cè)變流器是否處于調(diào)制狀態(tài)；若網(wǎng)側(cè)變流器處于調(diào)制狀態(tài)，根據(jù)電網(wǎng)電壓的驟升幅度對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器進(jìn)行感性無(wú)功功率補(bǔ)償控制；若網(wǎng)側(cè)變流器處于過調(diào)制狀態(tài)，對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)制封鎖；

其中，在電網(wǎng)跌落或驟升的故障穿越響應(yīng)過程中，所述全功率風(fēng)電系統(tǒng)中的撬棒電路根據(jù)檢測(cè)到的直流電壓值和設(shè)定的直流電壓滯環(huán)寬度進(jìn)行Bang-Bang控制，以卸荷機(jī)側(cè)饋入直流側(cè)的多余能量，并有效抑制電網(wǎng)驟升引起的直流電壓泵升，使直流電壓穩(wěn)定在設(shè)定的安全閾值范圍內(nèi)；為降低撬棒的動(dòng)作頻率，減少撬棒功率開關(guān)器件的電壓與電流應(yīng)力，所述低電壓穿越單元和所述高電壓穿越單元還用于控制所述機(jī)側(cè)變流器由功率或轉(zhuǎn)矩跟蹤模式切入到限功率運(yùn)行模式，同時(shí)設(shè)置機(jī)側(cè)的最大功率限幅等于網(wǎng)側(cè)實(shí)際輸出的有功功率。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述故障診斷單元包括：

幅值獲取單元，用于采用雙同步坐標(biāo)系解耦軟件鎖相環(huán)技術(shù)計(jì)算得到電網(wǎng)正序電壓的幅值；

故障判定單元，用于當(dāng)所述電網(wǎng)正序電壓的幅值低于正常幅值的下限時(shí)，判定電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡跌落故障；當(dāng)所述電網(wǎng)正序電壓的幅值高于正常幅值的上限時(shí)，判定電網(wǎng)電壓發(fā)生三相平衡驟升故障。