【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源领域，特别涉及一种风电机组零过渡动态并网方法及装置。
技术介绍
能源供应形式的多样化是降低一个国家能源风险、提高能源安全的重要战略之一。21世纪，由于工业化和城市化的驱动，世界能源需求将继续大幅度增长。为了满足日益增长的能源需求，需要开展大规模的能源基础设施建设以增加能源供应能力。但由于资源和环境条件的严重制约，世界能源供应形势面临严峻挑战。风力发电是当今世界可再生能源开发利用中技术最成熟、最具开发规模和商业化发展前景的发电形式，由于其在减轻环境污染、调整能源结构、促进可持续发展等方面的突出作用，展现了良好的发展前景，是中国和世界重要的后续能源之一。风力发电是一种特殊的电力，具有许多不同于常规能源发电的特点。早期的风电场规模很小，风电机组大多采用小容量异步发电机组，风电场直接和配电网相连，满足地区供电需求，风电场给电网带来的影响主要是局部的谐波污染、电压波动及闪变等电能质量问题，不会给大电网的安全稳定运行产生明显影响。由于风速的波动性、随机性引起风电场输出功率变化，以及风电场一般都处于电网的末端，此处电网的网架结构相对薄弱，因此风电机组并网时输出功率波动和电流冲击可能会出现电网电压波动、线路传输功率超出热极限、系统短路容量增加和系统暂态稳定性改变等一系列问题。因此，必须通过合理的动态并网技术来解决风电机组并网引起的一系列问题。
技术实现思路
本专利技术通过下述技术方案解决风电机组并网引起的上述问题：一种风电机组零过渡动态并网方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1，风电机组AC/DC和DC/AC变换器整流与逆变的步骤，具体包括：在风电机组风...
【技术保护点】
一种风电机组零过渡动态并网方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1，风电机组AC/DC和DC/AC变换器整流与逆变，具体是：先通过交/直流变换器将风电机组输出的非工频(即：非50Hz频率)的交流电压源整流为直流电压源，然后通过直/交流变换器将直流电压源逆变为工频的交流电压源；工作在四个状态，分别是：状态一：停运状态，工作在发电系统不具备发电条件、按计划停运或设备检修的情况下；状态二：待机状态，工作在发电条件不稳定或电网对风电场发电功率具有限制性要求的情况下；状态三：并网状态，工作在检测风电机组并网条件和实现并网过程的情况下；风电机组并网条件：同时满足同期条件和零过渡并网条件；实现并网过程：风电机组并网逆变器与并网电力电子开关相配合，由风电机组并网逆变器通过调整机组输出的交流电压的频率、幅值和相位，以满足同期条件的要求；并网电力电子开关在同期条件满足的基础上，动态检测零过渡并网条件，当零过渡并网条件满足时，并网电力电子开关闭合，实现风电机组安全、无冲击动态并网；状态四：发电状态，工作在风电机组输出的有功功率大于零的情况下；步骤2，电网、机组和并网开关电物理量数据采集：通过在电网、风电机组和...
【技术特征摘要】
1.一种风电机组零过渡动态并网方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1，风电机组AC/DC和DC/AC变换器整流与逆变，具体是：先通过交/直流变换器将风电机组输出的非工频(即：非50Hz频率)的交流电压源整流为直流电压源，然后通过直/交流变换器将直流电压源逆变为工频的交流电压源；工作在四个状态，分别是：状态一：停运状态，工作在发电系统不具备发电条件、按计划停运或设备检修的情况下；状态二：待机状态，工作在发电条件不稳定或电网对风电场发电功率具有限制性要求的情况下；状态三：并网状态，工作在检测风电机组并网条件和实现并网过程的情况下；风电机组并网条件：同时满足同期条件和零过渡并网条件；实现并网过程：风电机组并网逆变器与并网电力电子开关相配合，由风电机组并网逆变器通过调整机组输出的交流电压的频率、幅值和相位，以满足同期条件的要求；并网电力电子开关在同期条件满足的基础上，动态检测零过渡并网条件，当零过渡并网条件满足时，并网电力电子开关闭合，实现风电机组安全、无冲击动态并网；状态四：发电状态，工作在风电机组输出的有功功率大于零的情况下；步骤2，电网、机组和并网开关电物理量数据采集：通过在电网、风电机组和并网开关各侧安装三相交流电压互感器和电流互感器进行实时同步数据采集，并将同步采集的三相电压和电流数据加注时标后存储起来，并根据这些数据计算出频率、三相电压和电流的幅值和相位、有功功率、无功功率和功率因数，同时实时计算出系统的等值参数，为确定同期条件和零过渡并网条件提供实时数据；步骤3，零过渡动态并网条件检测：实时检测电力电子开关两侧三相电压和三相电流，动态确定滤波器电容电压和耦合变压器的电流两个状态变量的初始值和系统等值参数，即：系统等值电阻和系统等值电抗，两初始值使注入电网的动态电压的非周期分量接近零的条件确定为零过渡动态并网条件；当零过渡动态并网条件满足时控制系统自动生成一个脉冲信号，该信号为零过渡动态并网条件信号；脉冲的宽度和幅值需要与实际控制系统和电力电子开关触发电路的设计要求相匹配；步骤4，并网开关与风电机组并网逆变器协调控制：并网开关包括并网断路器和电力电子开关，电力电子开关与并网断路器配合运行；并网开关的运行原则是电力电子开关用于风电机组接通电网和从电网断开，以避免在风电机组在并网和解列过程中产生过电压和过电流；并网断路器在风电机组稳定发电状态下闭合，在停运状态和并网、解列过程中断开，以降低并网开关运行过程中的电能损耗；步骤5，有功潮流方向检测与零过渡动态并网控制。2.根据权利要求1所述的一种风电机组零过渡动态并网方法，其特征在于，所述的步骤4中，并网开关与风电机组并网逆变器协调控制包括两个状态：状态一：当风电机组处于并网状态，风电机组并网逆变器处于同期并网工作状态，将风电机组输出的电压频率、幅值和相位调整到与电网一致，即：保证风电机组同期并网条件；当风电机组处于稳定发电状态时，风电机组并网逆变器处于发电控制工作状态，控制风电机组输出的三相电压、电流、功率和频率，完成风力发电过程；当风电机组停运或检修状态时，风电机组并网逆变器处于停运状态；当风电机组处于不稳定发电状态时，即：风电机组时而具备发电条件处于发电状态，时而又不具备发电条件，风电机组从发电状态退出，这时风电机组并网逆变器处于发电、解列和同期并网三种情况转换工作状态；状态二：当风电机组处于并网状态，而且同期并网条件和零过渡动态并网条件同时满足时，并网开关由断开状态转变为闭合状态；当风电机组解列时，并网开关由闭合状态转变为断开状态；当风电机组处于稳定发电状态时，并网开关为闭合状态；当风电机组处于停运或检修状态时，并网开关为断开状态；当风电机组处于不稳定发电状态时，即：风电机组时而具备发电条件(风电机组电压高于电网电压)，处于发电状态；时而又不具备发电条件，即：风电机组电压低于电网电压，风电机组将从发电状态退出，这时并网开关工作于闭合状态转换到断开状态。3.根据权利要求1所述的一种风电机组零过渡动态并网方法，其特征在于，所述的步骤5中，有功潮流方向检测与零过渡动态并网控制：有功潮流方向检测由步骤2获得有功功率的大小和方向，当有功功率的方向是从风电机组注入电网时，风电机组处于发电状态，零过渡动态并网控制并网开关闭合；当有功功率的方向是从电网流入风电机组时，风电机组处于待并网或待解列状态，零过渡动态并网控制根据电力系统调度的要求或风电场安全经济运行的需要，决定并网开关工作于并网状态还是解列状态；是从闭合状态转换到断开状态，还是从断开状态转换到闭合状态；从风电场安全经济运行角度考虑，当有功功率的方向是从电网流入风电机组时，直驱型风电机组和从并网开关电网侧获取转子励磁电流的双馈型风电机组将从闭合状态转换到断开状态，即风电机组自动解列；当风电机组具备发电条件时，风电机组将从断开状态转换到闭合状态，风电机组将风能转化为电能注入电网。4.一种风电机组零过渡动态并网装置，其特征在于，包括零过渡动态并网信号单元，零过渡动态并网条件检测与有功潮流方向检测单元，零过渡动态并网控制单元和电力电子开关单元；零过渡动态并网...
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