[發明專利]基于直流儲能的風電機組低電壓穿越實現系統及控制方法

在審

• 申請號: 202111473801.6
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114430168A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 秦世耀;王瑞明;孫勇;齊琛;陳晨;代林旺;徐婷
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/24;H02J3/38;H02J3/36;H02J3/48
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于直流儲能的風電機組低電壓穿越實現系統，其特征在于：所述系統包括：風電機組、用于連接風電機組的機側變流器和用于連接電網的網側變流器；

所述機側變流器和網側變流器之間通過直流母線連接，在風電變流器直流母線處并聯雙向充放電可控的儲能單元。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，直流母線處還并聯設置第一電容。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述儲能單元包括并行連接的充電支路和放電支路；其中：所述充電支路，用于當發生電壓跌落故障時，吸收并存儲機側變流器的多余能量，所述放電支路，用于當電網存在有功缺額時，向直流母線放電，實現對所述缺額的有功補償。

4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述多余能量為機側變流器向直流母線注入功率與風電機組輸出功率之差。

5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述風電機組包括風輪和發電機。

6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述直流母線之間并行接入多組儲能單元。

7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述儲能單元和保護開關串行連接后接入直流母線；所述保護開關包括三極管T1和二極管D2；當三極管T1關斷的時候二極管D2負責通過電流，從而形成儲能單元的保護。

8.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述風電變流器直流母線處并聯釋放單元。

9.一種基于權利要求1-8中任一項所述基于直流儲能的風電機組低電壓穿越實現系統的控制方法，其特征在于：

步驟S1：檢測風電機組側電壓值及其變化，當風電機組側電壓降低至第二電壓時進入步驟S2；檢測網側變流器的輸出功率，當電網存在有功缺額時，進入步驟S3；

步驟S2：控制儲能單元進入充電模式，使得風電機組側多出的能量存儲到儲能單元中；

步驟S3：控制儲能單元進入放電模式，使得儲能單元存儲的能量注入直流母線，為網側變流器功率升高提供所需的能量。

10.如權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制儲能單元進入充電模式之后，還包括：

風電機組通過變槳減少風輪迎風角度的方式，降低風電機組轉速直至電網與風電機組輸出功率的平衡。

11.如權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述電網存在有功缺額包括：電網低電壓穿越結束時或風電機組通過變槳增加風輪迎風角度的方式，增加風電機組轉速時，其中，所述風電機組轉速的最大值為風電機組的額定轉速。

12.如權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制儲能單元進入放電模式，具體為：控制放電支路導通，此時，三極管T2導通，將充電支路短路從而形成儲能單元C的放電通路，儲能電路開始放電。

13.如權利要求9所述的控制方法，其特征在于：所述第二電壓為20％Un，Un為額定電壓。

14.如權利要求9所述的控制方法，其特征在于：所述第二電壓為10％Un～300％Un，Un為額定電壓。

15.如權利要求12所述的控制方法，其特征在于：所述的直流側儲能單元由超級電容、儲能電池構成。

16.一種處理器，其特征在于，所述處理器用于運行程序，其中，所述程序運行時執行權利要求9-15中任一項所述的控制方法。