[發明專利]一種風電機組故障穿越期間鎖相同步穩定控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011103169.1
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112260314B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 丁磊;王志浩;朱國防;高雪松
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/12;H02J3/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 朱忠范

1.一種風電機組故障穿越期間鎖相同步穩定控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

確定故障時機端電壓幅值與有功電流的關系；

假設故障后的電網的戴維南等效阻抗與故障之前的等效阻抗相同，等效電動勢幅值相比于故障前減小，結合根據機端電壓幅值與有功電流的關系，得到等效電動勢不同時的機端電壓變化曲線；

根據機端電壓變化曲線對有功電流進行限幅控制，使有功電流限幅控制曲線與機端電壓變化曲線在穩定區域內始終有交點；

其中，確定故障時機端電壓幅值與有功電流的關系包括：

其中，|U|表示風電機組PCC點的電壓幅值標幺值，I_Q表示無功電流，I_P表示有功電流，X_eq表示戴維南等值電抗，E_eq表示戴維南等值電動勢；

且在低壓穿越過程中，無功電流為：

I_Q＝k×(0.9-|U|)；其中，k表示無功電流支撐系數；

則：其中，I_Pmax＝|E_eq|/X_eq；

當有功電流達到傳輸極限時，

此時，隨著輸出有功電流的變化，機端電壓變化曲線中以|U|_min為界，分為穩定區域和不穩定區域；

根據機端電壓變化曲線對有功電流進行限幅控制包括：

其中，I_max表示變流器最大允許電流，k_p表示有功電流限幅控制曲線的斜率，SCR表示風電機組接入系統的短路比，P₀表示故障前風電機組輸出的有功功率。

2.根據權利要求1所述的風電機組故障穿越期間鎖相同步穩定控制方法，其特征在于，有功電流限幅控制曲線的斜率k_p的確定包括：

根據有功電流傳輸公式，確定機端電壓與戴維南等效電動勢之間擺開的功角，確定鎖相同步穩定約束所對應的斜線上的平衡點所對應的功角；通過設定最大允許擺開的功角，確定斜率k_p。

3.根據權利要求2所述的風電機組故障穿越期間鎖相同步穩定控制方法，其特征在于，機端電壓與戴維南等效電動勢之間擺開的功角為：

則，鎖相同步穩定約束所對應的斜線上的平衡點所對應的功角為：

4.一種風電機組故障穿越期間鎖相同步穩定控制系統，其特征在于，包括：控制器，所述控制器用于對有功電流進行限幅控制，使有功電流限幅控制曲線與機端電壓變化曲線在穩定區域內始終有交點；

所述控制器被配置為：假設故障后的電網的戴維南等效阻抗與故障之前的等效阻抗相同，等效電動勢幅值相比于故障前減小，結合根據機端電壓幅值與有功電流的關系，得到等效電動勢不同時的機端電壓變化曲線；根據機端電壓變化曲線對有功電流進行限幅控制；

其中，確定故障時機端電壓幅值與有功電流的關系包括：

其中，|U|表示風電機組PCC點的電壓幅值標幺值，I_Q表示無功電流，I_P表示有功電流，X_eq表示戴維南等值電抗，E_eq表示戴維南等值電動勢；

且在低壓穿越過程中，無功電流為：

I_Q＝k×(0.9-|U|)；其中，k表示無功電流支撐系數；

則：其中，I_Pmax＝|E_eq|/X_eq；

當有功電流達到傳輸極限時，

此時，隨著輸出有功電流的變化，機端電壓變化曲線中以|U|_min為界，分為穩定區域和不穩定區域；

根據機端電壓變化曲線對有功電流進行限幅控制包括：

其中，I_max表示變流器最大允許電流，k_p表示有功電流限幅控制曲線的斜率，SCR表示風電機組接入系統的短路比，P₀表示故障前風電機組輸出的有功功率。

5.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其特征在于：所述非暫態計算機可讀存儲介質包括用于執行如權利要求1-3中任一項所述的方法的指令。