[發(fā)明專利]雙饋風(fēng)電機(jī)組故障穿越與阻尼控制的協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611150358.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106611964B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李琰;湯海雁;遲永寧;田新首;王宇琨;魏林君;張占奎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)天津市電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02P9/10;H02P101/15
• 代理公司: 11271 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提供了一種雙饋風(fēng)電機(jī)組故障穿越與阻尼控制的協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)，所述方法包括依據(jù)雙饋風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓幅值和預(yù)設(shè)的有功功率恢復(fù)值，對雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段進(jìn)行劃分；控制雙饋風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行各運(yùn)行階段預(yù)設(shè)的控制策略。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種雙饋風(fēng)電機(jī)組故障穿越與阻尼控制的協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)，可以避免在故障消除后的恢復(fù)期間雙饋風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)變流器同時(shí)輸出故障恢復(fù)策略和阻尼控制策略的控制信號，影響雙饋風(fēng)電機(jī)組在故障后的功率輸出動態(tài)特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雙饋風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙饋風(fēng)電機(jī)組故障穿越與阻尼控制的協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模越來越大，其并網(wǎng)性能對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響也越來越大。為了增強(qiáng)電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和避免大規(guī)模風(fēng)電脫網(wǎng)事故的發(fā)生，需要提高風(fēng)電場的低電壓穿越性能。相應(yīng)地，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19963《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》制定了風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力的基本要求：對電力系統(tǒng)故障期間沒有切出的風(fēng)電場，其有功功率在故障清除后應(yīng)快速恢復(fù)，自故障清除時(shí)刻開始，以至少10％額定功率/秒的功率變化率恢復(fù)至故障前的值。

同時(shí)，風(fēng)電并網(wǎng)后還會影響電力系統(tǒng)的低頻振蕩阻尼特性，主要是，風(fēng)電的接入改變了電力系統(tǒng)潮流或改變了系統(tǒng)中常規(guī)同步發(fā)電機(jī)組的工作點(diǎn)，從而影響了與常規(guī)同步機(jī)組強(qiáng)相關(guān)的低頻振蕩模式。當(dāng)電力系統(tǒng)中風(fēng)電機(jī)組占比逐漸增高，常規(guī)同步機(jī)組退出運(yùn)行后，電力系統(tǒng)中這些常規(guī)同步機(jī)組參與的低頻振蕩模式將會消失或低頻振蕩模式特性將會發(fā)生變化，從而影響電力系統(tǒng)的低頻振蕩阻尼特性。因此，在風(fēng)電滲透率不斷上升這個新形勢下，各個國家的并網(wǎng)導(dǎo)則中逐漸開始要求變速風(fēng)電機(jī)組具有頻率支撐和電壓調(diào)節(jié)等輔助功能，如西班牙、加拿大魁北克電網(wǎng)公司在其并網(wǎng)導(dǎo)則中指出新安裝的變速風(fēng)電機(jī)組推薦配置電力系統(tǒng)阻尼控制功能或預(yù)留阻尼控制器的接口等。通過合適的風(fēng)電機(jī)組阻尼控制策略可以使系統(tǒng)低頻振蕩阻尼不受風(fēng)電接入的較大影響，甚至改善系統(tǒng)的低頻振蕩阻尼特性。風(fēng)電機(jī)組阻尼控制策略主要是在常規(guī)風(fēng)電機(jī)組控制的基礎(chǔ)上，加入相應(yīng)的阻尼控制器，以某些能反映電力系統(tǒng)低頻振蕩特征的輸入信號，來控制風(fēng)電機(jī)組使其輸出額外功率，從而抑制相應(yīng)的電力系統(tǒng)低頻振蕩，增強(qiáng)系統(tǒng)阻尼。

目前，風(fēng)電機(jī)組控制策略一般是針對低電壓穿越控制或者阻尼控制獨(dú)立設(shè)計(jì)。但是，變速風(fēng)電機(jī)組尤其是雙饋風(fēng)電機(jī)組在實(shí)現(xiàn)故障穿越過程中的功率控制和阻尼控制均需要通過變流器實(shí)現(xiàn)。在電網(wǎng)故障的情況下如果變流器的故障穿越控制與阻尼控制協(xié)調(diào)不當(dāng)，可能由于兩個控制支路的輸出疊加，影響雙饋風(fēng)電機(jī)組在故障后的功率輸出動態(tài)性能，嚴(yán)重情況下甚至可能會帶來過流等問題導(dǎo)致雙饋風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種雙饋風(fēng)電機(jī)組故障穿越與阻尼控制的協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)。

第一方面，本發(fā)明中一種雙饋風(fēng)電機(jī)組故障穿越與阻尼控制的協(xié)調(diào)控制方法的技術(shù)方案是：

所述方法包括：

依據(jù)所述雙饋風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓幅值和預(yù)設(shè)的有功功率恢復(fù)值，對所述雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段進(jìn)行劃分；

控制所述雙饋風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行所述各運(yùn)行階段預(yù)設(shè)的控制策略；所述控制策略包括低電壓穿越控制策略、故障恢復(fù)策略或阻尼控制策略。

第二方面，本發(fā)明中一種雙饋風(fēng)電機(jī)組故障穿越與阻尼控制的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的技術(shù)方案是：

所述系統(tǒng)包括：

第一控制模塊，用于依據(jù)所述雙饋風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓幅值和預(yù)設(shè)的有功功率恢復(fù)值，對所述雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行階段進(jìn)行劃分；

第二控制模塊，用于控制所述雙饋風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行所述各運(yùn)行階段預(yù)設(shè)的控制策略；所述控制策略包括低電壓穿越控制策略、故障恢復(fù)策略或阻尼控制策略。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：