风力发电机组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了一种风力发电机组电压穿越控制方法和装置，该方法包括：实时检测风力发电机组并网侧电网电压；在电网电压有效值与电网电压设定值之间的差值高于电压上限，或者差值低于电压下限时，控制无功功率为0且控制网侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式，在超出第一电压限值时，计算得到参考无功电流值，并根据参考无功电流值计算有功电流值，将计算得到的参考无功电流值作为并网侧输入无功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流值。本发明专利技术实现了直驱型风力发电机组在电网电压骤升或跌落期间不脱网运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电机组
，特别涉及一种风力发电机组电压穿越控制方法和装置。
技术介绍
在各类风力发电机组中，直驱型风力发电机组(PermanentMagnetSynchronousGenerator，PMSG)是目前兆瓦级风力发电机组的主流机型之一。大型风电基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。在实际运行过程中，电网电压跌落及骤升都会对风电机组的运行产生影响，甚至造成风电机组脱网，随着风力发电机组单机容量及风电场规模的不断扩大，当电网出现故障时，如果风力发电机与电网解列，而不能像常规能源发电那样在电网故障情况下为电网提供支撑，就有可能导致严重的连锁反应，并且会严重影响到电网的稳定运行。然而，目前还没有有效的进行风力发电机组电压穿越控制的方法，导致了电网电压容易出现波动，直驱型风力发电机组在电网电压骤升或跌落期间容易出现脱网运行的情况，使得电网无法安全稳定地运行，容易发生故障。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种风力发电机组电压穿越控制方法，以解决现有技术中直驱型风力发电机组在电网电压骤升或跌落期间会出现脱网运行的技术问题，该方法包括：实时检测风力发电机组并网侧电网电压有效值；确定检测到的电网电压有效值与电网电压设定值之间的差值，是否高于电压上限，或者是否低于电压下限；如果所述差值未高于电压上限且未低于电压下限，则控制无功功率为0且控制网侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式；如果所述差值高于电压上限，或者差值低于电压下限，则计算得到参考无功电流值，并根据所述参考无功电流值计算有功电流值，将计算得到的参考无功电流值作为并网侧输入的无功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流值。在一个实施例中，按照以下公式计算参考无功电流值：igd*=2Uref-Uref*Uref**iN]]>其中，表示参考无功电流值，Uref表示检测到的电网电压有效值，表示电网电压设定值，iN表示额定电流。在一个实施例中，按照以下公式计算有功电流值：|igq*|=imax2-igd*2]]>其中，表示有功电流值，imax表示风力发电机组允许的最大电流，表示参考无功电流值。在一个实施例中，控制无功功率为0且控制网侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式，包括：通过第一模式选择器控制无功功率为0，通过第二模式选择器控制网侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式；将计算得到的此时的有功电流值作为并网侧输入的有功电流设定值，包括：通过所述第二模式选择器控制将计算得到的参考无功电流值作为并网侧输入无功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流值。在一个实施例中，上述方法还包括：实时监测风力发电机组中的直流母线电压值；在确定出监测到的直流母线电压值高于预设的电压限值的情况下，导通斩波卸荷电路抑制直流母线电压升高。本专利技术实施例提供了一种风力发电机组电压穿越控制装置，以解决现有技术中直驱型风力发电机组在电网电压骤升或跌落期间会出现脱网运行的技术问题，该装置包括：检测模块，用于实时检测风力发电机组并网侧电网电压有效值；确定模块，用于确定检测到的电网电压有效值与电网电压设定值之间的差值，是否高于电压上限，或者是否低于电压下限；第一控制模块，用于在确定出所述差值未高于电压上限且未低于电压下限的情况下，控制无功功率为0且控制网侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式；第二控制模块，用于在确定出所述差值高于电压上限，或者差值低于电压下限的情况下，计算得到参考无功电流值，并根据所述参考无功电流值计算有功电流值，将计算得到的参考无功电流值作为并网侧输入的无功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流值。在一个实施例中，第二控制模块具体用于按照以下公式计算参考无功电流值：igd*=2Uref-Uref*Uref**iN]]>其中，表示参考无功电流值，Uref表示检测到的电网电压有效值，表示电网电压设定值，iN表示额定电流。在一个实施例中，第二控制模块具体用于按照以下公式计算此时的有功电流值：|igq*|=imax2-igd*2]]>其中，表示此时的有功电流值，imax表示风力发电机组允许的最大电流，表示参考无功电流值。在一个实施例中，所述第一控制模块，具体用于通过第一模式选择器控制无功功率为0，通过第二模式选择器控制网侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式；所述第二控制模块，具体用于通过第二模式选择器控制将计算得到的参考无功电流值作为并网侧输入无功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流值。在一个实施例中，上述装置还包括：监测模块，用于实时监测直流母线电压值；导通模块，用于在确定出监测到的直流母线电压值高于预设的电压限值的情况下，导通斩波卸荷电路抑制直流母线电压升高。在本专利技术实施例中，在检测到电网电压有效值与电网电压设定值之间的差值高于电压上限或者低于电压下限，即电网电压骤升或跌落到一定程度时，转换网侧控制模式，同时计算并改变电流参考值，使得风力发电机组发出一定的感性或者容性无功，从而降低电网电压升高或跌落的程度，实现了直驱型风力发电机组在电网电压骤升或跌落期间不脱网运行的目的，使得直驱型风力发电机组具备高低电压穿越的能力。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的风力发电机组电压穿越控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例的直驱型风力发电机组并网模型示意图；图3是本专利技术实施例的高低电压穿越控制方法示意图；图4是本专利技术实施例的电压骤升时风电机组运行状态示意图；图5是本专利技术实施例的电压跌落时风电机组运行状态示意图；图6是本专利技术实施例的风力发电机组电压穿越控制装置的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本专利技术的限定。在本例中，提供了一种风力发电机组电压穿越控制方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤101：实时检测风力发电机组并网侧电网电压有效值；步骤102：确定检测到的电网电压有效值与电网电压设定值之间的差值，是否高于电压上限，或者是否低于电压下限；步骤103：如果所述差值未高于电压上限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组电压穿越控制方法，其特征在于，包括：实时检测风力发电机组并网侧电网电压有效值；确定检测到的电网电压有效值与电网电压设定值之间的差值，是否高于电压上限，或者是否低于电压下限；如果所述差值未高于电压上限且未低于电压下限，则控制无功功率为0且控制网侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式；如果所述差值高于电压上限，或者差值低于电压下限，则计算得到参考无功电流值，并根据所述参考无功电流值计算有功电流值，将计算得到的参考无功电流值作为并网侧输入的无功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流值。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组电压穿越控制方法，其特征在于，包括：
实时检测风力发电机组并网侧电网电压有效值；
确定检测到的电网电压有效值与电网电压设定值之间的差值，是否高于电压上
限，或者是否低于电压下限；
如果所述差值未高于电压上限且未低于电压下限，则控制无功功率为0且控制网
侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式；
如果所述差值高于电压上限，或者差值低于电压下限，则计算得到参考无功电流
值，并根据所述参考无功电流值计算有功电流值，将计算得到的参考无功电流值作为
并网侧输入的无功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下公式计算参考无功电流值：
igd*=2Uref-Uref*Uref**iN]]>其中，表示参考无功电流值，Uref表示检测到的电网电压有效值，表示电
网电压设定值，iN表示额定电流。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照以下公式计算有功电流值：
|igq*|=imax2-igd*2]]>其中，表示有功电流值，imax表示风力发电机组允许的最大电流，表示参考
无功电流值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
控制无功功率为0且控制网侧变流器采用电压外环、电流内环的控制模式，包括：
通过第一模式选择器控制无功功率为0，通过第二模式选择器控制网侧变流器采
用电压外环、电流内环的控制模式；
将计算得到的此时的有功电流值作为并网侧输入的有功电流设定值，包括：
通过所述第二模式选择器控制将计算得到的参考无功电流值作为并网侧输入无
功电流值，将计算得到的有功电流值作为并网侧输入的有功电流值。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时监测风力发电机组中的直流母线电压值；
在确定出监测到的直流母线电压值高于预设的电压限值的情况下，导通斩波卸荷
电路抑制直流母线电压升高。
6.一种风力发电机组电压穿越控制装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：白恺，马伟娜，马锁明，刘汉民，宋鹏，朱斯，刘京波，马步云，
申请(专利权)人：国家电网公司，华北电力科学研究院有限责任公司，国网新源张家口风光储示范电站有限公司，华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：北京;11