风力发电机组的控制方法、装置、系统、风电变流器制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种风力发电机组的控制方法、装置、系统、风电变流器，该方法包括：分别确定各风电变流器的载波相位偏置值，并生成多个携带有该载波相位偏置值的载波相位偏置信号；向各风电变流器的主控制器发送载波相位基准信号；以及将多个载波相位偏置信号发送至对应的风电变流器的主控制器，以使主控制器根据载波相位基准信号和载波相位偏置信号确定各自控制的电网侧电力电子开关的目标载波相位。本发明专利技术实施例对目标风场内的多台风电变流器的目标载波相位进行控制，从而使得各风电变流器中的电网侧电力电子开关产生的谐波相互抵消部分或全部，降低了目标风场的总谐波，即使不在电网侧设置过滤器，也能够达到保证输入电网的电能质量的效果。

Wind turbine control method, device, system, wind power converter

The invention provides a control method, device and system of wind turbine, wind power converter, the method includes determining a carrier phase offset of each wind power converter respectively, and generates a plurality of carrier phase offset signal carrying the carrier phase offset value; the wind power converter main controller transmits carrier a phase reference signal; and the main controller of wind power converter with multiple carrier phase offset signal sent to the main controller, so that the target is determined according to the respective carrier phase control of the grid side power electronic switch carrier phase reference signal and carrier phase offset signal. The embodiment of the invention is to control the wind inside the multi wind power converter target carrier phase, so that the wind power grid side harmonic power electronic switching converters have offset some or all, reducing the total harmonic wind field, if not set the filter in electric power network, also can ensure the the effect of the power quality of the power grid.

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的控制方法、装置、系统、风电变流器
本专利技术涉及风力发电
，具体而言，涉及一种风力发电机组的控制方法、装置、系统、风电变流器。
技术介绍
目前，随着经济的快速发展，能源已经成为重要的战略资源，传统的煤、石油、天然气均是不可再生能源不具备可持续利用的能力，在传统能源不断减少的情况下，以风能、太阳能等为代表的新能源成为了新的选择，新能源战略也被提升到了一个新的高度，其中，尤以风能的开发利用得到了广泛的关注和大力发展。在风力发电机中，风能是通过叶轮和叶片吸收能量并将其转变成变化的旋转的动能，旋转的动能通过发电机变成电压和频率波动的电能，风电变流器将变化的电能转化成电压和频率符合电网规范的电能输送到电网。其中，风电变流器是风力发电机组中的电力电子设备，主要用于对风力发电机进行控制，同时还用于与高压电网进行接口。由于风电变流器的电力电子器件一般采用脉宽调制的方法输出电压，这种方法将产生一定幅度的开关频率的谐波，在实际应用过程中，为防止该谐波污染高压电网，通常需要在电网侧安装尺寸较大、造价较高的滤波器。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现相关技术中至少存在以下问题：相关技术中为了减少输入高压电网的谐波，需要在每台风电变流器的电网侧，安装一个体积大、造价高的滤波器，从而存在设备成本高、设备体积大的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种风力发电机组的控制方法、装置、系统、风电变流器，以解决
技术介绍
中提出的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种风力发电机组的控制方法，所述风力发电机组包括：设置于同一目标风场内的多台风力发电机、多台升压变压器、以及多台风电变流器，为每台所述风力发电机配备一台所述升压变压器和一台所述风电变流器，每台所述风电变流器均包括：主控制器、以及依次连接的断路器、电网侧电力电子开关、电机侧电力电子开关、发电机保护器件，所述断路器通过所述升压变压器接入高压电网，所述发电机保护器件与所述风力发电机相连接；所述控制方法包括：分别确定各所述风电变流器的载波相位偏置值，并生成多个携带有该载波相位偏置值的载波相位偏置信号，其中，每台所述风电变流器的所述载波相位偏置值是不同的；向各所述风电变流器的所述主控制器发送载波相位基准信号，其中，所述载波相位基准信号携带有基准相位，每台所述风电变流器的所述基准相位是相同的；以及，将多个所述载波相位偏置信号发送至对应的所述风电变流器的所述主控制器，以使所述主控制器根据所述载波相位基准信号和所述载波相位偏置信号确定各自控制的电网侧电力电子开关的目标载波相位，其中，所述目标载波相位为所述载波相位基准信号对应的基准相位和所述载波相位偏置信号对应的载波相位偏置值之和。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述分别确定各所述风电变流器的载波相位偏置值之前，还包括：确定所述目标风场内当前运行的风电变流器的数量；所述分别确定各所述风电变流器的载波相位偏置值，包括：根据所述当前运行的风电变流器的数量，分别确定各所述当前运行的风电变流器的电网侧电力电子开关的载波相位偏置值。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据所述当前运行的风电变流器的数量，分别确定各所述当前运行的风电变流器的电网侧电力电子开关的载波相位偏置值，包括：对确定出的所述目标风场内当前运行的风电变流器进行编号，确定每个所述当前运行的风电变流器的序号；根据公式分别确定各所述当前运行的风电变流器的电网侧电力电子开关的载波相位偏置值；其中，βk表示序号为k的风电变流器的电网侧电力电子开关的载波相位偏置值，N表示目标风场内当前运行的风电变流器的数量，k表示目标风场内当前运行的风电变流器的序号，k＝0,...i...,(N-1)。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述对确定出的所述目标风场内当前运行的风电变流器进行编号，确定每个所述当前运行的风电变流器的序号，包括：根据所述目标风场内各当前运行的风电变流器的相对位置关系，对各所述当前运行的风电变流器进行排序；根据排序结果确定所述目标风场内各所述当前运行的风电变流器的序号，其中，两两相邻的风电变流器的载波相位偏置值之间的差值满足预设条件。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述确定所述目标风场内当前运行的风电变流器的数量，包括：按照预设时间间隔，通过高速通讯网络获取所述目标风场内各所述风电变流器的运行状态；根据获取的各所述风电变流器的运行状态，更新所述当前运行的风电变流器的数量。结合第一方面至第一方面的第四种可能的实施方式中任一项，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述目标风场内的多台所述风电变流器的电网侧电力电子开关的开关频率相同。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种风力发电机组的控制装置，该装置包括：相位偏置值确定模块，用于分别确定设置于同一目标风场内的各风电变流器的载波相位偏置值，并生成多个携带有该载波相位偏置值的载波相位偏置信号，其中，每台所述风电变流器的所述载波相位偏置值是不同的；载波相位信号发送模块，用于向各所述风电变流器的主控制器发送载波相位基准信号，其中，所述载波相位基准信号携带有基准相位，每台所述风电变流器的所述基准相位是相同的；以及，将多个所述载波相位偏置信号发送至对应的所述风电变流器的所述主控制器，以使所述风电变流器的所述主控制器根据所述载波相位基准信号和所述载波相位偏置信号确定各自控制的电网侧电力电子开关的目标载波相位，其中，所述目标载波相位为所述载波相位基准信号对应的基准相位和所述载波相位偏置信号对应的载波相位偏置值之和。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种风电变流器，包括：主控制器、以及依次连接的断路器、电网侧电力电子开关、电机侧电力电子开关、发电机保护器件，所述断路器通过升压变压器接入高压电网，所述发电机保护器件与风力发电机相连接；所述主控制器，用于：接收风力发电机组的控制装置发送的载波相位基准信号，其中，所述载波相位基准信号携带有基准相位，每台所述风电变流器的所述基准相位是相同的；以及，接收风力发电机组的控制装置发送的载波相位偏置信号，其中，每台所述风电变流器接收到的载波相位偏置信号中携带的载波相位偏置值是不同的；根据所述载波相位基准信号和所述载波相位偏置信号确定各自控制的电网侧电力电子开关的目标载波相位，其中，所述目标载波相位为所述载波相位基准信号对应的基准相位和所述载波相位偏置信号对应的载波相位偏置值之和。结合第三方面，本专利技术实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，设置于同一目标风场内的多台所述风电变流器的电网侧电力电子开关的开关频率相同。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种风力发电机组的控制系统，该系统包括：风力发电机组、如第二方面所述的控制装置；所述风力发电机组包括：设置于同一目标风场内的多台风力发电机、多台升压变压器、以及多台如第三方面或第三方面的第一种可能的实施方式所述的风电变流器，为每台所述风力发电机配备一台所述升压变压器和一台所述风电变流器；所述控制装置通过光纤网络与所述风力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述风力发电机组包括：设置于同一目标风场内的多台风力发电机、多台升压变压器、以及多台风电变流器，为每台所述风力发电机配备一台所述升压变压器和一台所述风电变流器，每台所述风电变流器均包括：主控制器、以及依次连接的断路器、电网侧电力电子开关、电机侧电力电子开关、发电机保护器件，所述断路器通过所述升压变压器接入高压电网，所述发电机保护器件与所述风力发电机相连接；所述控制方法包括：分别确定各所述风电变流器的载波相位偏置值，并生成多个携带有该载波相位偏置值的载波相位偏置信号，其中，每台所述风电变流器的所述载波相位偏置值是不同的；向各所述风电变流器的所述主控制器发送载波相位基准信号，其中，所述载波相位基准信号携带有基准相位，每台所述风电变流器的所述基准相位是相同的；以及，将多个所述载波相位偏置信号发送至对应的所述风电变流器的所述主控制器，以使所述主控制器根据所述载波相位基准信号和所述载波相位偏置信号确定各自控制的电网侧电力电子开关的目标载波相位，其中，所述目标载波相位为所述载波相位基准信号对应的基准相位和所述载波相位偏置信号对应的载波相位偏置值之和。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述风力发电机组包括：设置于同一目标风场内的多台风力发电机、多台升压变压器、以及多台风电变流器，为每台所述风力发电机配备一台所述升压变压器和一台所述风电变流器，每台所述风电变流器均包括：主控制器、以及依次连接的断路器、电网侧电力电子开关、电机侧电力电子开关、发电机保护器件，所述断路器通过所述升压变压器接入高压电网，所述发电机保护器件与所述风力发电机相连接；所述控制方法包括：分别确定各所述风电变流器的载波相位偏置值，并生成多个携带有该载波相位偏置值的载波相位偏置信号，其中，每台所述风电变流器的所述载波相位偏置值是不同的；向各所述风电变流器的所述主控制器发送载波相位基准信号，其中，所述载波相位基准信号携带有基准相位，每台所述风电变流器的所述基准相位是相同的；以及，将多个所述载波相位偏置信号发送至对应的所述风电变流器的所述主控制器，以使所述主控制器根据所述载波相位基准信号和所述载波相位偏置信号确定各自控制的电网侧电力电子开关的目标载波相位，其中，所述目标载波相位为所述载波相位基准信号对应的基准相位和所述载波相位偏置信号对应的载波相位偏置值之和。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述分别确定各所述风电变流器的载波相位偏置值之前，还包括：确定所述目标风场内当前运行的风电变流器的数量；所述分别确定各所述风电变流器的载波相位偏置值，包括：根据所述当前运行的风电变流器的数量，分别确定各所述当前运行的风电变流器的电网侧电力电子开关的载波相位偏置值。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前运行的风电变流器的数量，分别确定各所述当前运行的风电变流器的电网侧电力电子开关的载波相位偏置值，包括：对确定出的所述目标风场内当前运行的风电变流器进行编号，确定每个所述当前运行的风电变流器的序号；根据公式分别确定各所述当前运行的风电变流器的电网侧电力电子开关的载波相位偏置值；其中，βk表示序号为k的风电变流器的电网侧电力电子开关的载波相位偏置值，N表示目标风场内当前运行的风电变流器的数量，k表示目标风场内当前运行的风电变流器的序号，k＝0,...i...,(N-1)。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述对确定出的所述目标风场内当前运行的风电变流器进行编号，确定每个所述当前运行的风电变流器的序号，包括：根据所述目标风场内各当前运行的风电变流器的相对位置关系，对各所述当前运行的风电变流器进行排序；根据排序结果确定所述目标风场内各所述当前运行的风电变流器的序号，其中，两两相邻的风电变流器的载波相位偏置值之间的差值满足预设条件。5.根据权利要求2所述的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永健，
申请(专利权)人：北京合力电气传动控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11