[發明專利]電網電壓跌落故障下風電系統無功功率綜合優化控制方法

有效

• 申請號: 201510585763.1
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN105162139B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 高劍;黃守道;李慧敏;羅德榮;王家堡;彭婧;呂銘晟
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪,譚武藝

1.一種電網電壓跌落故障下風電系統無功功率綜合優化控制方法，其特征為步驟包括：

1)實時讀取電網電壓實時監控設備提供的電網電壓數據；

2)判斷風電機組自身是否有無功電流需求，如果有無功電流需求則跳轉執行步驟3)，否則跳轉執行步驟1)；

3)通過靜止同步補償器為電網系統提供無功補償；

4)計算電網電壓U_pcc與預設的參考電壓U_pccref之間的電壓偏差值△U，判斷電壓偏差值△U大于第一預設閾值U_ref1是否成立，如果成立則啟動網側變流器的靜態無功補償模式，使得網側變流器和靜止同步補償器同步為電網系統提供無功補償。

2.根據權利要求1所述的電網電壓跌落故障下風電系統無功功率綜合優化控制方法，其特征為，所述步驟3)的詳細步驟包括：

3.1)判斷電壓偏差值△U小于第二預設閾值U_ref2是否成立，如果成立，則跳轉執行步驟3.2)，否則跳轉執行步驟3.3)；

3.2)通過靜止同步補償器為電網系統提供輕度無功補償，退出；

3.3)通過靜止同步補償器為電網系統提供重度無功補償。

3.根據權利要求2所述的電網電壓跌落故障下風電系統無功功率綜合優化控制方法，其特征為，所述步驟3.2)通過靜止同步補償器為電網系統提供輕度無功補償的步驟包括：

3.2.1)將風力發電機并網點后的電網線電流i_a、i_b、i_c經過坐標變換由三相變為旋轉坐標系下的兩相值，得到旋轉坐標系下的電網線電流α軸分量i_gα、電網線電流β軸分量i_gβ；將風力發電機并網點后的電網線電壓U_a、U_b、U_c經過坐標變換由三相變為旋轉坐標系下的兩相值，得到旋轉坐標系下的電網線電壓α軸分量e_gα、電網線電壓β軸分量e_gβ；將旋轉坐標系下的電網線電壓α軸分量e_gα、電網線電壓β軸分量e_gβ；通過濾波器進行正負序分解得到旋轉坐標系下的負序電網電壓α軸分量和負序電網電壓β軸分量根據旋轉坐標系下的電網線電流α軸分量i_gα、電網線電流β軸分量i_gβ電網線電壓α軸分量e_gα、電網線電壓β軸分量e_gβ、負序電網電壓α軸分量和負序電網電壓β軸分量計算有功功率參考值P_garef、電網無功功率Q_g和電網有功功率P_g；將有功功率參考值P_garef和電網有功功率P_g之間的差值進行PI調節，得到q軸電壓參考值v_gq；

3.2.2)將電壓偏差值△U通過設定的非線性目標值K進行放大，將放大后的電壓偏差值進行PI調節，得到無功功率參考值Q_gref；將無功功率參考值Q_gref和電網無功功率Q_g之間的差值進行PI調節，得到d軸電壓參考值v_gd；

3.2.3)將風力發電機并網點后的電網線電壓經過坐標變換由三相變為旋轉坐標系下的兩相值，得到旋轉坐標系下的電網線電壓，將旋轉坐標系下的電網線電壓經濾波器進行正負序坐標分解得到正序電網電壓，將正序電網電壓經過鎖相環得到正序坐標分量下為網側變流器、交流側電壓與接入點電壓相角差

3.2.4)根據得到電壓相角差d軸電壓參考值v_gd、q軸電壓參考值v_gq的計算旋轉的直軸電壓v_gα和旋轉的交軸電壓v_gβ；

3.2.5)根據旋轉的直軸電壓v_gα和旋轉的交軸電壓v_gβ生成SVPWM調制信號，通過SVPWM調制信號控制靜止同步補償器中的逆變器為電網系統提供輕度無功補償。

4.根據權利要求3所述的電網電壓跌落故障下風電系統無功功率綜合優化控制方法，其特征為，所述步驟3.2.2)中設定的非線性目標值K的取值區間為[1,10]。