[發明專利]電網電壓故障下阻抗源直驅永磁風力發電系統的分段式無功補償方法

有效

• 申請號: 201810180995.2
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108418243B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 張陽;程諄
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電網電壓故障下阻抗源直驅永磁風力發電系統的分段式無功補償方法，將Crowbar電路和靜止無功補償器結合，Crowbar電路的輸入端接阻抗源網絡電容，Crowbar電路的輸出端接到靜止無功補償裝置的直流側，其特征在于，步驟包括：

(1)采集并網點實時數據，計算所需無功功率Q^*；

(2)判斷Q^*是否小于等于第一階段無功閾值 Q_1N；

(3)若Q^*≤Q_1N，阻抗源直驅永磁風力發電系統進入第一階段無功補償，無功功率僅由流入Crowbar電路的功率提供；

(4)若Q^*Q_1N，判斷Q^*是否小于等于第二階段無功閾值 Q_2N；

(5)若Q^*≤Q_2N，阻抗源直驅永磁風力發電系統進入第二階段無功補償，無功功率由阻抗源逆變器和Crowbar電路提供；

(6)若Q^*Q_2N，阻抗源直驅永磁風力發電系統進入第三階段無功補償，無功功率由阻抗源逆變器、Crowbar電路和靜止無功補償器共同承擔；

所述步驟(3)中第一階段無功補償具體包括如下步驟：

1)采集阻抗源逆變器實時數據；

2)令阻抗源逆變器q軸電流給定值為0，阻抗源逆變器不提供無功功率；

3)阻抗源逆變器d軸由一個轉速外環和一個電流內環構成；

4)采集Crowbar電路和靜止無功補償器的實時數據；

5)令Crowbar電路輸入端電壓U_C1小于靜止無功補償器直流側電壓U_CS，流入Crowbar電路的功率根據Q^*大小，經靜止無功補償器向電網提供無功；

6)令靜止無功補償器d軸電流給定值為0，靜止無功補償器不提供有功功率；

7)靜止無功補償器q軸由一個電流環構成，靜止無功補償器q軸電流給定值i_qS1^*由系統功率和電網電壓跌落程度決定。

2.根據權利要求1所述的電網電壓故障下阻抗源直驅永磁風力發電系統的分段式無功補償方法，其特征在于，所述步驟(2)中第一階段無功閾值 Q_1N由系統功率和電網電壓跌落程度共同決定。

3.根據權利要求1所述的電網電壓故障下阻抗源直驅永磁風力發電系統的分段式無功補償方法，其特征在于，所述步驟(4)中第二階段無功閾值 Q_2N僅由系統功率決定。

4.根據權利要求1所述的電網電壓故障下阻抗源直驅永磁風力發電系統的分段式無功補償方法，其特征在于，所述步驟(5)中第二階段無功補償具體包括如下步驟：

[1]采集阻抗源逆變器實時數據；

[2]根據Q^*和Q_1N的值確定阻抗源逆變器q軸電流給定值i_qZ2^*，阻抗源逆變器提供無功功率；

[3]阻抗源逆變器d軸由一個電流環構成，根據Q^*、Q_1N和所需阻抗源逆變器提供的無功功率確定阻抗源逆變器d軸電流給定值i_dZ2^*；

[4]采集Crowbar電路和靜止無功補償器的實時數據；

[5]令Crowbar電路輸入端電壓U_C1小于靜止無功補償器直流側電壓U_CS，流入Crowbar電路的功率全部轉化為無功功率；

[6]令靜止無功補償器d軸電流給定值為0，靜止無功補償器不提供有功功率；

[7]靜止無功補償器q軸由一個電流環構成，靜止無功補償器q軸電流給定值i_qS2^*由Q_1N決定。

5.根據權利要求1所述的電網電壓故障下阻抗源直驅永磁風力發電系統的分段式無功補償方法，其特征在于，所述步驟(6)中第三階段無功補償具體包括如下步驟：

①采集阻抗源逆變器實時數據；

②根據Q_1N和Q_2N的值確定阻抗源逆變器q軸電流給定值i_qZ3^*，流過阻抗源逆變器的功率全部轉化為無功功率；

③令阻抗源逆變器d軸電流給定值為0，阻抗源逆變器不提供有功功率；

④采集Crowbar電路和靜止無功補償器的實時數據；

⑤令Crowbar電路輸入端電壓U_C1小于靜止無功補償器直流側電壓U_CS，流入Crowbar電路的功率全部轉化為無功功率；

⑥令靜止無功補償器d軸電流給定值為0，靜止無功補償器不提供有功功率；

⑦靜止無功補償器q軸由一個電流環構成，靜止無功補償器q軸電流給定值i_qS3^*由Q^*、Q_1N和Q_2N共同決定。