[發明專利]一種風電機組故障穿越無功控制方法

有效

• 申請號: 202110251567.6
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112952850B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 朱敏;唐彬偉
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種風電機組故障穿越無功控制方法，具體為基于機組在故障穿越前已處于發無功狀態的控制方法，該方法將無功電流響應并網點電壓變化量作為無功增量，在風電機組的變流器檢測到機端電壓發生越限時，閉鎖主控的初始無功電流I_q命令，并疊加動態無功增量，增強變流器在故障穿越期間提供的無功電流，使得電網電壓能夠得到更快的恢復，從而減少機組電壓由于長時間未恢復而發生脫網的概率，也減少風電場的機組報電壓穿越超時的概率，實現穩態運行與故障穿越無縫切換。

技術領域

本發明涉及風電機組的技術領域，尤其是指一種風電機組故障穿越無功控制方法。

背景技術

在傳統的風電場無功補償中，風電場大都使用SVC/SVG設備進行無功補償，不調用風電機組的無功補償，而SVC/SVG設備耗電量巨大，風電場開發和運維成本中有很大一部分用于SVC/SVG設備，因此越來越多的業主提出了要求風電機組作為分散式無功補償，優先控制風電機組發出無功，補償系統電壓，在調度風電機組發出無功的情況下，機組在進入故障穿越前就已經處于發無功狀態，而現有的故障穿越均是基于機組未發出無功的初始狀態，未考慮機組在故障穿越前已發出無功功率的情況，因此，需要提出一種基于機組在故障穿越前已處于發無功狀態的控制方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種風電機組故障穿越無功控制方法，考慮風電機組在故障穿越前的無功狀態，實現調度風電機組發出無功期間發生電網故障穿越至機組電壓恢復穩態運行的無縫切換，并在機組故障穿越過程中提供更強的無功支撐，以幫助電網電壓更加快速地恢復，縮短電網電壓恢復時間，減少風電場的機組報電壓穿越超時的概率。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種風電機組故障穿越無功控制方法，具體為基于機組在故障穿越前已處于發無功狀態的控制方法，該方法將無功電流響應并網點電壓變化量作為無功增量，在風電機組的變流器檢測到機端電壓發生越限時，閉鎖主控的初始無功電流I_q命令，并疊加動態無功增量，增強變流器在故障穿越期間提供的無功電流，使得電網電壓能夠得到更快的恢復，從而減少機組電壓由于長時間未恢復而發生脫網的概率，實現穩態運行與故障穿越無縫切換。

進一步，所述的風電機組故障穿越無功控制方法，具體方案如下：

首先，風電場場級無功調壓控制平臺根據風電場及各個單機的運行狀態計算下發給單臺風電機組的無功功率參考值Q_ref指令，風電機組接收到Q_ref后計算下發至變流器執行的無功電流I_q；在機組并網點電壓未越限的情況下，變流器按照I_q命令執行無功電流指令；當變流器檢測到機組并網點電壓越限后觸發低電壓穿越LVRT_Fault或HVRT_Fault信號，立刻對I_q進行閉鎖，同時變流器根據當前電壓越限深度進行動態無功電流變化量計算，有以下兩種情況：

第一種、當觸發LVRT_Fault低電壓穿越故障時，情況如下：

a、容性無功電流增量為：

ΔI_T＝K₁×(U-U_T)×I_N，0.2≤U_T≤0.9

式中：K₁為故障穿越斜率系數，不同風電機組廠家取值不同；U為正常電壓水平標幺值，取值為0.9-1.0；U_T為機組測量點電壓標幺值；I_N為變流器額定電流值；ΔI_T為容性無功電流增量；