[發(fā)明專利]風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)有功功率控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611265756.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108270246B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/38
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 彭瓊

本發(fā)明涉及風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)有功功率控制方法及系統(tǒng)。該方法包括：基于風(fēng)機(jī)并網(wǎng)處的網(wǎng)側(cè)電壓和電流來確定機(jī)組的實際凈上網(wǎng)有功功率P；基于給定發(fā)電機(jī)有功功率和功率損耗計算值來計算機(jī)組的理想凈上網(wǎng)有功功率P’；基于功率差值來確定交軸電流調(diào)節(jié)值，功率差值是所述實際凈上網(wǎng)有功功率P與所述理想凈上網(wǎng)有功功率P’的絕對值的差值；基于給定的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩來確定發(fā)電機(jī)的交軸電流參考值I_{q_ref}；并且基于所述交軸電流調(diào)節(jié)值和所述交軸電流參考值I_{q_ref}的和來調(diào)節(jié)風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)的有功功率。本發(fā)明采用基于風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點有功功率進(jìn)行閉環(huán)控制的策略，使得風(fēng)電機(jī)組凈上網(wǎng)功率控制精度提升的情況下，降低制造成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)有功功率控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

永磁直驅(qū)機(jī)組全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中占有重要地位，由于其技術(shù)成熟與整機(jī)可靠性高等優(yōu)點而成為各大風(fēng)電廠商的核心產(chǎn)品。對于風(fēng)電電網(wǎng)而言，隨著負(fù)載的變動，電機(jī)的速度也將有所變動，為此，引入了發(fā)電機(jī)功率閉環(huán)控制。不同于不包括輸出檢測這個步驟的開環(huán)控制，發(fā)電機(jī)功率閉環(huán)控制(closed-loop control)，是指在永磁直驅(qū)風(fēng)力機(jī)組控制中給定發(fā)電機(jī)功率后，檢測當(dāng)前實時發(fā)電機(jī)功率，使得發(fā)電機(jī)功率跟隨給定發(fā)電機(jī)功率的控制方式。

在永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組中，風(fēng)電全功率變流器作為能量轉(zhuǎn)換器件，為提高發(fā)電機(jī)功率的控制精度，其機(jī)側(cè)逆變器一般采用發(fā)電機(jī)功率閉環(huán)控制策略。發(fā)電機(jī)功率控制精度取決于功率檢測的精度，即取決于機(jī)側(cè)逆變器電壓和電流傳感器檢測的精度。

如果機(jī)側(cè)逆變器采用低精度傳感器，則發(fā)電機(jī)功率控制精度較低，發(fā)電機(jī)滿發(fā)功率一致性較差，發(fā)電效率低，發(fā)電機(jī)功率控制精度變差。而如果機(jī)側(cè)逆變器采用高精度傳感器，需要增加成本數(shù)萬元，經(jīng)濟(jì)效益較差。上述情況都可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出力不足或超發(fā)等問題，影響了機(jī)組的發(fā)電效率。

因此，迫切需要保證控制精確度，同時控制傳感器成本的風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)有功功率控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)有功功率控制方法及系統(tǒng)，能保證控制精確度，同時降低成本。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)有功功率控制方法，方法包括：基于風(fēng)機(jī)并網(wǎng)處的網(wǎng)側(cè)電壓和電流，確定風(fēng)電機(jī)組的實際凈上網(wǎng)有功功率P；基于給定發(fā)電機(jī)有功功率和功率損耗計算值計算機(jī)組的理想凈上網(wǎng)有功功率P’；基于所述實際凈上網(wǎng)有功功率P與所述理想凈上網(wǎng)有功功率P’的絕對值的差值，確定交軸電流調(diào)節(jié)值；基于給定的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，確定發(fā)電機(jī)的交軸電流參考值I_{q_ref}；并且基于所述交軸電流調(diào)節(jié)值和所述交軸電流參考值I_{q_ref}的和，調(diào)節(jié)風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)的有功功率。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)有功功率控制系統(tǒng)，包括：第一計算模塊，被配置為基于風(fēng)機(jī)并網(wǎng)處的網(wǎng)側(cè)電壓和網(wǎng)側(cè)電流來確定機(jī)組的實際凈上網(wǎng)有功功率P；第二計算模塊，被配置為基于給定發(fā)電機(jī)有功功率和功率損耗計算值，計算風(fēng)電機(jī)組的理想凈上網(wǎng)有功功率P’；電流調(diào)節(jié)值確定模塊，被配置為基于所述實際凈上網(wǎng)有功功率P與所述理想凈上網(wǎng)有功功率P’的絕對值差值，確定交軸電流調(diào)節(jié)值；電流參考值確定模塊，被配置為基于給定的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩來確定所述發(fā)電機(jī)的交軸電流參考值I_{q_ref}；以及控制模塊，被配置為基于交軸電流調(diào)節(jié)值和所述交軸電流參考值I_{q_ref}的和，調(diào)節(jié)風(fēng)電變流器網(wǎng)側(cè)的有功功率。

本發(fā)明提供的實施例通過在風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點安裝高精度電流、電壓傳感器，計算獲取高精度風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點有功功率，使得機(jī)側(cè)逆變器可以安裝較低精度的傳感器，并采用基于風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點有功功率進(jìn)行閉環(huán)控制的策略，使得風(fēng)電機(jī)組凈上網(wǎng)功率控制精度提升的情況下，降低制造成本。