变流器、变流器的高电压穿越控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种变流器、变流器的高电压穿越控制方法和装置。该变流器的高电压穿越控制方法包括：监测变流器网侧端的电网电压；根据电网电压和变流器的额定电压，判定变流器的当前工作状态；若判定变流器的当前工作状态为进入高电压穿越模式，则根据变流器的直流母线的电压特性、电网的电压特性和变流器的电抗器的感抗值，计算需要提供给电抗器的无功电流给定值；根据无功电流给定值，向电抗器提供无功电流。采用本发明专利技术实施例中的技术方案，提出了针对变流器的高电压穿越模式的无功电流给定方法及其对应的高电压穿越控制策略，使得风力发电机组具备高电压穿越功能。

High Voltage Traverse Control Method and Device for Converters and Converters

The invention provides a high voltage traversing control method and device of a converter and a converter. The high voltage traversing control method of the converter includes: monitoring the grid voltage at the side of the converter network; judging the current working state of the converter according to the grid voltage and the rated voltage of the converter; judging the current working state of the converter as entering the high voltage traversing mode, according to the voltage characteristics of the DC bus of the converter, the voltage characteristics of the grid and the reactor of the converter. The reactive current of the reactor should be given by calculating the inductance value, and the reactive current should be provided to the reactor according to the given value of the reactive current. By adopting the technical scheme in the embodiment of the invention, a reactive current setting method for the high voltage traversing mode of the converter and the corresponding high voltage traversing control strategy are proposed, so that the wind turbine has the high voltage traversing function.

【技术实现步骤摘要】
变流器、变流器的高电压穿越控制方法和装置
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电机组的变流器、变流器的高电压穿越控制方法和装置。
技术介绍
目前，永磁直驱式风力发电机通过变流器并入电网。变流器的机侧将风力发电机的非定频交流电转换为直流电，网侧将直流电转换为固定频率的交流电并入电网。但是，当电网出现高电压时，变流器的网侧输出功率受到抑制，造成变流器的直流母线电压抬升，触发保护，造成风力发电机组批量停机，对电网形成冲击。因此，要求风力发电机组具备高电压穿越功能。现有技术中，通过向变流器的输出无功电流，利用无功电流在电网阻抗上形成压降，降低对提升直流母线电压的要求。但是，本申请的专利技术人发现，现有技术中没有提出变流器的高电压穿越模式的无功电流给定方法及其对应的高电压穿越控制策略，以使风力发电机组具备高电压穿越功能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种风力发电机组的变流器、变流器的高电压穿越控制方法和装置，提出了针对变流器的高电压穿越模式的无功电流给定方法及其对应的高电压穿越控制策略，从而使得风力发电机组具备高电压穿越功能。第一方面，本专利技术实施例提供了一种变流器的高电压穿越控制方法，该高电压穿越控制方法包括：监测变流器网侧端的电网电压；根据电网电压和变流器的额定电压，判定变流器的当前工作状态；若判定变流器的当前工作状态为进入高电压穿越模式，则根据变流器的直流母线的电压特性、电网的电压特性和变流器的电抗器的感抗值，计算需要提供给电抗器的无功电流给定值；根据无功电流给定值，向电抗器提供无功电流。在第一方面的一些实施例中，根据变流器的直流母线的电压特性、电网的电压特性和变流器的电抗器的感抗值，计算需要提供给电抗器的无功电流给定值，包括：利用以下公式，计算无功电流给定值：其中，Iq为无功电流给定值，UdcMax为直流母线的最高工作电压，Kr为直流母线的电压利用率，为电网电压的正压分量的矢量幅值，ω为电网电压的角速度，L为电抗器的感抗值。在第一方面的一些实施例中，根据电网电压和变流器的额定电压，判定变流器的当前工作状态，包括：提取电网电压的正序分量；计算电网电压的正序分量的矢量幅值对电网电压的正序分量的矢量幅值进行低通滤波处理，得到电网电压的正序分量的滤波处理后的矢量幅值根据与变流器的额定电压，判定变流器的当前工作状态。在第一方面的一些实施例中，根据与变流器的额定电压，判定变流器的当前工作状态，包括：将变流器的额定电压乘以预定上限因子，得到第一电压阈值，将变流器的额定电压乘以预定下限因子，得到第二电压阈值；若大于第一电压阈值，且达到第一指定时间，则判定变流器进入高电压穿越模式；若小于第二电压阈值，且达到第二指定时间，则判定变流器退出高电压穿越模式。在第一方面的一些实施例中，在根据无功电流给定值，向电抗器提供无功电流之后，高电压穿越控制方法还包括：根据无功电流给定值，计算变流器的允许并入电网的有功电流裕量；若变流器的有功电流容量大于有功电流裕量，则启动变流器的制动回路。在第一方面的一些实施例中，在根据无功电流给定值，计算变流器的允许并入电网的有功电流裕量之后，高电压穿越控制方法还包括：若判定变流器退出高电压穿越模式，则控制有功电流裕量从当前值开始递增，直到达到变流器的最大工作电流；或者/并且，若判定变流器退出高电压穿越模式，则控制变流器的无功输出功率恢复到初始值，从初始值开始递增，直到达到变流器的无功功率需求值。第二方面，本专利技术实施例提供一种变流器的高电压穿越控制装置，该高电压穿越控制装置包括：电压监测单元，被配置为监测变流器网侧端的电网电压；判定单元，被配置为根据电网电压和变流器的额定电压，判定变流器的当前工作状态；计算单元，被配置为若判定变流器的当前工作状态为进入高电压穿越模式，则根据变流器的直流母线的电压特性、电网的电压特性和变流器的电抗器的感抗值，计算需要提供给电抗器的无功电流给定值；控制单元，被配置为根据无功电流给定值，向电抗器提供无功电流。在第二方面的一些实施例中，计算单元还被配置为利用以下公式，计算无功电流给定值：其中，Ip为无功电流给定值，UdcMax为直流母线的最高工作电压，Kr为直流母线的电压利用率，为电网电压的正压分量的矢量幅值，ω为电网电压的角速度，L为电抗器的感抗值。在第二方面的一些实施例中，判定单元包括：提取子单元，被配置为提取电网电压的正序分量；及计算电网电压的正序分量的矢量幅值滤波子单元，被配置为对电网电压的正序分量的矢量幅值进行低通滤波处理，得到电网电压的正序分量的滤波处理后的矢量幅值判定子单元，被配置为根据与变流器的额定电压，判定变流器的当前工作状态。在第二方面的一些实施例中，判定子单元还被配置为将变流器的额定电压乘以预定上限因子，得到第一电压阈值，将变流器的额定电压乘以预定下限因子，得到第二电压阈值；若大于第一电压阈值，且达到第一指定时间，则判定变流器进入高电压穿越模式；若小于第二电压阈值，且达到第二指定时间，则判定变流器退出高电压穿越模式。在第二方面的一些实施例中，计算单元还被配置为根据无功电流给定值，计算变流器的允许并入电网的有功电流裕量；控制单元，还被配置为若变流器的有功电流容量大于有功电流裕量，则启动变流器的制动回路。在第二方面的一些实施例中，控制单元还被配置为若判定变流器退出高电压穿越模式，则控制有功电流裕量从当前值开始递增，直到达到变流器的最大工作电流；或者/并且，还被配置为若判定变流器退出高电压穿越模式，则控制变流器的无功输出功率恢复到初始值，从初始值开始递增，直到达到变流器的无功功率需求值。第三方面，本专利技术实施例提供一种风力发电机组的变流器，该变流器包括如上所述的变流器的高电压穿越控制装置。本专利技术实施例的变流器的高电压穿越控制方法，可以通过监测变流器网侧端的电网电压，根据电网电压和变流器的额定电压，判定变流器的当前工作状态。若判定变流器的当前工作状态为进入高电压穿越模式，可以根据变流器的直流母线的电压特性、电网的电压特性和变流器的电抗器的感抗值，计算需要提供给电抗器的无功电流给定值，然后根据无功电流给定值，向电抗器提供无功电流。由于本专利技术实施例的变流器的高电压穿越控制方法在计算无功电流给定值时，考虑了直流母线的电压特性、电网的电压特性和变流器的电抗器的感抗值，使得计算得到的无功电流给定值能够与直流母线、电网和电抗器相适配，从而使得电抗器消耗对应无功电流形成的压降，能够与变流器在高压穿越过程中电网冲击造成的直流母线电压的抬升相抵消，进而使得风力发电机组具备高电压穿越功能。另外，由于本专利技术实施例中的变流器的高电压穿越控制方法在计算无功电流给定值时，考虑了直流母线的电压特性、电网的电压特性和变流器的电抗器的感抗值，因此能够适用于不同电网的高电压穿越标准需求，从而避免能够对风力发电机组的变流器进行硬件改造，节约了成本。此外，本专利技术实施例中的变流器的高电压穿越控制方法能够在低电压穿越和高电压穿越频繁交替的运行工况下，及时响应高电压穿越需求，避免风力发电机组及其变流器受到高电压穿越工况的破坏。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1为本专利技术一实施例提供的变流器的高电压穿越控制方法的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变流器的高电压穿越控制方法，其特征在于，包括：监测变流器网侧端的电网电压；根据所述电网电压和所述变流器的额定电压，判定所述变流器的当前工作状态；若判定所述变流器的当前工作状态为进入高电压穿越模式，则根据所述变流器的直流母线的电压特性、电网的电压特性和所述变流器的电抗器的感抗值，计算需要提供给所述电抗器的无功电流给定值；根据所述无功电流给定值，向所述电抗器提供无功电流。

【技术特征摘要】
1.一种变流器的高电压穿越控制方法，其特征在于，包括：监测变流器网侧端的电网电压；根据所述电网电压和所述变流器的额定电压，判定所述变流器的当前工作状态；若判定所述变流器的当前工作状态为进入高电压穿越模式，则根据所述变流器的直流母线的电压特性、电网的电压特性和所述变流器的电抗器的感抗值，计算需要提供给所述电抗器的无功电流给定值；根据所述无功电流给定值，向所述电抗器提供无功电流。2.根据权利要求1所述的高电压穿越控制方法，其特征在于，所述根据所述变流器的直流母线的电压特性、电网的电压特性和所述变流器的电抗器的感抗值，计算需要提供给所述电抗器的无功电流给定值，包括：利用以下公式，计算所述无功电流给定值：其中，Iq为所述无功电流给定值，UdcMax为所述直流母线的最高工作电压，Kr为所述直流母线的电压利用率，为所述电网电压的正压分量的矢量幅值，ω为所述电网电压的角速度，L为所述电抗器的感抗值。3.根据权利要求1所述的高电压穿越控制方法，其特征在于，所述根据所述电网电压和所述变流器的额定电压，判定所述变流器的当前工作状态，包括：提取所述电网电压的正序分量；计算所述电网电压的正序分量的矢量幅值对所述电网电压的正序分量的矢量幅值进行低通滤波处理，得到所述电网电压的正序分量的滤波处理后的矢量幅值根据所述与所述变流器的额定电压，判定所述变流器的当前工作状态。4.根据权利要求3所述的高电压穿越控制方法，其特征在于，所述根据所述与所述变流器的额定电压，判定所述变流器的当前工作状态，包括：将所述变流器的额定电压乘以预定上限因子，得到第一电压阈值，将所述变流器的额定电压乘以预定下限因子，得到第二电压阈值；若所述大于所述第一电压阈值，且达到第一指定时间，则判定所述变流器进入所述高电压穿越模式；若所述小于所述第二电压阈值，且达到第二指定时间，则判定所述变流器退出所述高电压穿越模式。5.根据权利要求1所述的高电压穿越控制方法，其特征在于，在所述根据所述无功电流给定值，向所述电抗器提供无功电流之后，所述高电压穿越控制方法还包括：根据所述无功电流给定值，计算所述变流器的允许并入电网的有功电流裕量；若所述变流器的有功电流容量大于所述有功电流裕量，则启动所述变流器的制动回路。6.根据权利要求5所述的高电压穿越控制方法，其特征在于，在所述根据所述无功电流给定值，计算所述变流器的允许并入电网的有功电流裕量之后，所述高电压穿越控制方法还包括：若判定所述变流器退出所述高电压穿越模式，则控制所述有功电流裕量从当前值开始递增，直到达到所述变流器的最大工作电流；或者/并且，若判定所述变流器退出所述高电压穿越模式，则控制所述变流器的无功输出功率恢复到初始值，从所述初始值开始递增，...

【专利技术属性】
技术研发人员：武磊，杨志千，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65