[發明專利]一種風電機組的雙模式并網運行控制方法及系統

在審

• 申請號: 201810921143.4
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN108923466A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 袁凌;褚景春;韓文濤;王文亮;潘磊;于紅理;朱蓮;朱世龍;曹曉玲
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 遆俊臣

本發明涉及風力發電場風電機組智能控制系統領域，特別是涉及一種風電機組的雙模式并網運行控制方法及其系統，包括轉速檢測模塊，中央控制單元，風電機組變頻器，電網調制單元和風電機組調制單元，所述中央處理器分別電連接于所述轉速檢測模塊和所述風電機組變頻器，所述風電機組變頻器分別電連接于所述電網調制單元和所述風電機組調制單元，本發明以風電機組的發電機轉速為控制參考量，考慮到了鼠籠和雙饋兩種模式切換期間定子短路接觸器不能帶電合斷的情況，對切換的臨界轉速附近的控制細節給出了切實可操作的方法，并且實現了短時間快速切換的功能。

技術領域

本發明涉及風力發電場風電機組智能控制系統領域，特別是涉及一種風電機組的雙模式并網運行控制方法及其系統。

背景技術

風力發電場智能控制系統領域：隨著風電行業數字化與智能化的快速發展，越來越多的科研機構開始研究風力發電場場級智能控制系統，用于提升整場的發電量。但是此領域起步較晚，疊加科研機構投入的資源有限等原因，導致研究成果較少。在實際風電場運營時，需要多系統、多平臺協調配合，但是這些系統間的數據沒有得到充分利用，每個系統的核心控制模塊的數據更是相對獨立，數據不能及時共享，控制效果雖能夠滿足考核要求，但是沒有做到智能化、精細化的程度，導致風電場本可以避免的損失發電量沒有得到及時有效的挽回。

由于變速恒頻雙饋異步發電機組在調速范圍上存在限制。在低風速區，當風速低于最低風速Vmin時，風機不能以最佳葉尖速比運行。在高風速區，風速大于最大運行風速Vmax時，也同樣存在無法達到最佳葉尖速比，進而致使風能利用系數Cp低下的情況。由此，目前業內提出雙模式并網方法，采用全功率同步并網模式和異步雙饋并網模式兩種方法，以期提高風能利用率，但目前的文獻說法太過于籠統，僅僅提出了原理性的說法，沒有能夠在具體的實際操作中可以使用的控制方法。

基于以上情況，本發明給出一種基于風電機組發電機轉速為參考的雙模式并網及切換的實際控制方案，保證風電機組能夠在鼠籠模式或雙饋模式下順利并脫網，以及能夠在鼠籠電機和雙饋電機兩種模式之間順利切換。

發明內容

本發明的目的是提供一種風電機組的雙模式并網運行控制方法及系統，保證風電機組能夠在鼠籠模式或雙饋模式下順利并脫網，以及能夠在鼠籠電機和雙饋電機兩種模式之間順利切換。

本發明提供了一種風電機組的雙模式并網運行控制方法，包括以下步驟：

S1、轉速檢測模塊檢測并采集風電機組轉速并將風電機組轉速信息上傳至中央控制單元，當風電機組轉速不大于V1時，中央控制單元向風電機組變頻器發出啟動電網調制單元的命令，同時中央控制單元下發給風電機組變頻器啟動鼠籠模式的命令，當轉速大于V1時，中央控制單元下發給風電機組變頻器啟動風電機組調制單元的命令，風電機組變頻器切入鼠籠模式并網運行，并保持鼠籠模式運行；

S2、轉速檢測模塊檢測并采集風電機組轉速并將風電機組轉速信息上傳至中央控制單元，中央控制單元判斷風電機組轉速是否上升，若風電機組轉速未上升，則進入步驟S1，若風電機組轉速上升，當風電機組轉速達到V3時，則從鼠籠模式切換到雙饋模式；

S3、保持雙饋模式運行，持續檢測并判斷風電機組轉速是否上升，若風電機組轉速上升，轉速值達到V4時，則中央控制單元控制風電機組脫網停機；若風電機組轉速未上升則持續檢測風電機組轉速是否下降到V2；

S4、若風電機組轉速下降到V2，則從雙饋模式切換到鼠籠模式，并進入步驟S1；若風電機組速度未下降到V2，則進入步驟S3；

其中，V1指風電機組轉速上升時切入鼠籠模式的轉速，以及風電機組轉速下降時從鼠籠模式脫網切出轉速；

V3指風電機組轉速上升時切出鼠籠模式并切入雙饋模式的轉速；

V2指風電機組轉速下降時切出雙饋模式并切入鼠籠模式的轉速；