一種風(fēng)電雙饋?zhàn)兞髌鞲唠妷捍┰娇刂品椒ǎ?dāng)電網(wǎng)電壓升高至1.1～1.3倍標(biāo)稱電壓時(shí)，使用優(yōu)化的鎖相環(huán)技術(shù)，網(wǎng)側(cè)變流器通過直流母線電壓的柔性控制防止出現(xiàn)過調(diào)制，機(jī)側(cè)通過輸出感性無功電流以降低電網(wǎng)電壓幅值。使用本發(fā)明方法無需進(jìn)行復(fù)雜的模式切換和增加硬件成本，就能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)電壓在1.1～1.3倍標(biāo)稱電壓的情況下，變流器不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)提供滿足國標(biāo)的感性無功輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)電雙饋?zhàn)兞髌鞯目刂品椒ā?/p>

背景技術(shù)

近年來，風(fēng)電場高電壓穿越問題越來越受到重視，2019年7月發(fā)布實(shí)施高穿標(biāo)準(zhǔn)《GB/T36995-2018風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障電壓穿越能力測試規(guī)程》。

該高穿標(biāo)準(zhǔn)要求：在風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高至1.3倍標(biāo)稱電壓時(shí)，風(fēng)電機(jī)組應(yīng)能夠不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行500ms；升高至1.25倍標(biāo)稱電壓時(shí)，應(yīng)能夠不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行1s；升高至1.2倍標(biāo)稱電壓時(shí)，應(yīng)能夠不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行10s；在標(biāo)稱電壓的1.1倍時(shí)，風(fēng)電機(jī)組應(yīng)能連續(xù)運(yùn)行。并且風(fēng)電機(jī)組可以提供額外的無功支撐，輔助電網(wǎng)電壓恢復(fù)。

對于雙饋?zhàn)兞髌鱽碚f，電網(wǎng)電壓的升高和跌落的暫態(tài)過程會導(dǎo)致定子磁鏈大幅度振蕩，直流分量和負(fù)序分量在高轉(zhuǎn)差率條件下，在轉(zhuǎn)子上將感應(yīng)出高電壓，可能導(dǎo)致機(jī)側(cè)變流器的電流控制器失控。對于網(wǎng)側(cè)變流器來說，電網(wǎng)電壓升高將直接導(dǎo)致過調(diào)制情況的發(fā)生，部分能量將不受控制地由電網(wǎng)流向直流母線側(cè)，導(dǎo)致直流母線電壓急劇上升。沒有高電壓穿越能力的機(jī)組將出現(xiàn)過電流、過電壓故障停機(jī)。

高電壓穿越是課題研究的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，雙饋?zhàn)兞髌鞲唠妷捍┰娇刂品椒梢越鉀Q高電壓穿越中出現(xiàn)的過調(diào)制電流失控問題，滿足無功標(biāo)準(zhǔn)要求。

為了實(shí)現(xiàn)高電壓穿越，專利“CN201710288009一種雙饋?zhàn)冾l器高電壓穿越機(jī)側(cè)控制方法”雖然提出機(jī)側(cè)變流器的控制方法，但由于沒有提出網(wǎng)側(cè)變流器針對直流母線電壓的控制策略，無法解決網(wǎng)側(cè)因過調(diào)制導(dǎo)致的電流失控，并且由于電壓升高穩(wěn)態(tài)過程中卸荷動作，會導(dǎo)致電壓升高穩(wěn)態(tài)期間有功功率輸出降低，損失發(fā)電量，過多限制機(jī)側(cè)有功電流輸出可能導(dǎo)致不滿足2019年發(fā)布的高穿標(biāo)準(zhǔn)功率波動誤差要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有常規(guī)雙饋?zhàn)兞髌骺刂品椒o法滿足高電壓穿越要求的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種雙饋?zhàn)兞髌鞲唠妷捍┰娇刂品椒ā１景l(fā)明可以解決高電壓穿越中出現(xiàn)的過調(diào)制電流失控問題，同時(shí)滿足電網(wǎng)無功要求。

對于雙饋?zhàn)兞髌鳎瑱C(jī)側(cè)是控制有功功率和無功功率的核心，所以電網(wǎng)電壓升高的抑制方法主要依靠機(jī)側(cè)。機(jī)側(cè)受控的前提是直流母線電壓穩(wěn)定，而直流母線電壓穩(wěn)定的前提是防止網(wǎng)側(cè)過調(diào)制運(yùn)行，所以機(jī)、網(wǎng)側(cè)變流器要配合工作。網(wǎng)側(cè)應(yīng)采取有功優(yōu)先的控制策略，保持直流母線電壓的穩(wěn)定。機(jī)側(cè)通過控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁產(chǎn)生感性無功，剩余容量維持足夠的轉(zhuǎn)矩輸出，抑制發(fā)電機(jī)超速。

本發(fā)明控制方法通過網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)變流器共同作用實(shí)現(xiàn)，具體如下：

(1)控制策略一，改變網(wǎng)側(cè)直流母線電壓給定值

當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)，電流穩(wěn)定控制的最大威脅是過調(diào)制，因?yàn)樵谶^調(diào)制狀態(tài)下，電網(wǎng)會向直流側(cè)注入不可控的有功電流，導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)電流諧波增加，直流母線電壓不穩(wěn)定，影響機(jī)側(cè)有功、無功電流控制。為了解決此問題，本發(fā)明根據(jù)電網(wǎng)電壓的升高幅度改變直流母線電壓給定值U_dcset：

U_dcset＝U_dcbase+U_dck×(U_T-U_dcb)，U_dcMin＜U_dcset＜U_dcMax