风电变流器低电压穿越的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种风电变流器低电压穿越的控制方法及控制装置，控制方法包括：获取变流器电网侧的相电压有效值/正序电压D轴分量，并获取变流器电网侧的前馈电压DQ轴分量；若相电压有效值/正序电压D轴分量小于预设的穿越起始电压值，则确定变流器进入低电压穿越模式；根据所述前馈电压DQ轴分量按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制，以保证变流器稳定运行。本发明专利技术提供的风电变流器低电压穿越的控制方法及控制装置，能够保证了快速、有效地实现采用低电压控制策略在电网发生低电压故障时对变流器进行控制，避免了变流器以及风电机组脱网运行情况的产生，提高了风电机组运行的安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】
风电变流器低电压穿越的控制方法及装置
本专利技术实施例涉及风力发电
，尤其涉及一种风电变流器低电压穿越的控制方法及装置。
技术介绍
对于风电机组而言，风电机组所在电网的电压工作情况直接影响风电机组的工作状态，现有技术中，当风电机组所在电网由于扰动或者故障，电压跌落至预设阈值时，风电机组进入到低电压工作区域，此时，风电机组会根据估算的磁量参数对变流器网侧进行控制，以使得变流器网侧处于低电压穿越控制模式。然而，在实施本技术方案的过程中发现现有技术中的控制方法存在以下缺陷：由于用于控制变流器网侧处于低电压穿越控制模式下的控制参数为估算参数，因此，变流器对电网故障的响应时间较慢，进而会降低对变流器网侧控制的精确程度，进而容易使得变流器以及风电机组脱网运行，降低了风电机组运行的安全可靠性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种风电变流器低电压穿越的控制方法及装置，可以有效地克服现有技术中存在的降低对变流器网侧控制的精确程度的问题，使得变流器在电网故障时并网运行，保证了风电机组运行的安全可靠性。本专利技术实施例的一方面提供了一种风电变流器低电压穿越的控制方法，包括：获取变流器电网侧的相电压有效值/正序电压D轴分量，并获取所述变流器电网侧的前馈电压DQ轴分量；若所述相电压有效值/正序电压D轴分量小于预设的穿越起始电压值，则确定所述变流器进入低电压穿越模式；根据所述前馈电压DQ轴分量按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制，以保证所述变流器稳定运行。本专利技术实施例的另一方面提供了一种风电变流器低电压穿越的控制装置，包括：采集模块，用于获取变流器电网侧的相电压有效值/正序电压D轴分量，并获取所述变流器电网侧的前馈电压DQ轴分量；确定模块，用于若所述相电压有效值/正序电压D轴分量小于预设的穿越起始电压值，则确定所述变流器进入低电压穿越模式；控制模块，用于根据所述前馈电压DQ轴分量按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制，以保证所述变流器稳定运行。本专利技术提供的风电变流器低电压穿越的控制方法及控制装置，通过获取变流器电网侧的相电压有效值/正序电压D轴分量，若相电压有效值/正序电压D轴分量小于穿越起始电压值时，则可以准确判断变流器进入低电压穿越模式，克服了现有技术中存在的降低对变流器网侧控制的精确程度，并且在确认变流器进入低电压穿越模式时，根据前馈电压DQ轴分量对变流器进行控制，可以有效地减少了变流器对电网故障的响应时间，进一步保证了能够快速、有效地实现采用低电压控制策略在电网发生低电压故障时对变流器进行控制，使得变流器可以稳定工作，避免了变流器以及风电机组脱网运行情况的产生，提高了风电机组运行的安全可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种风电变流器低电压穿越的控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的获取变流器电网侧的正序电压D轴分量的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的根据所述电网电压确定电压目标值的流程示意图一；图5为本专利技术实施例提供的根据所述电网电压确定电压目标值的流程示意图二；图6为本专利技术实施例提供的按照预设的低电压控制策略对所述变流器进行控制的流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的获取容性无功电流给定值的流程示意图；图8为本专利技术实施例提供的停止按照所述低电压控制策略对所述变流器进行控制的流程示意图；图9为本专利技术实施例提供的控制所述变流器脱网运行的流程示意图；图10为本专利技术实施例提供的变流器进入低电压穿越模式的时间-电压示意图；图11为本专利技术实施例提供的变流器电网的系统结构图；图12为本专利技术实施例提供的正序电压D轴分量计算的结构示意图；图13为本专利技术实施例提供的风电变流器低电压穿越的控制装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种风电变流器低电压穿越的控制方法的流程示意图；参考附图1可知，本实施例提供了一种风电变流器低电压穿越的控制方法，该包括：S101：获取变流器电网侧的相电压有效值/正序电压D轴分量，并获取变流器电网侧的前馈电压DQ轴分量；其中，相电压有效值可以通过先获得变流器电网侧的交流三相电网电压，根据相电网电压确定相电压有效值；同样的，正序电压D轴分量也可以通过对交流三相电网电压进行分析处理获得，前馈电压DQ轴分量可以采用预设的计算方法对电网电压进行处理获得。S102：若相电压有效值/正序电压D轴分量小于预设的穿越起始电压值，则确定变流器进入低电压穿越模式；当获取变流器电网侧的相电压有效值时，则可以根据相电压有效值确定变流器是否进入低电压穿越模式；或者，也可以在获取变流器电网侧的正序电压D轴分量时，则可以根据正序电压D轴分量确定变流器是否进入低电压穿越模式；另外，需要说明的是，低电压穿越模式为预先设置的，该模式为：当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。具体的，穿越起始电压值为预先设置的，而具体的数值范围本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将穿越起始电压值设置为0.9p.u；该穿越起始电压值作为判断变流器进入低电压穿越模式的最大网侧电压值，例如，当相电压有效值大于穿越起始电压值时，即大于0.9p.u时，则可以确认变流器未进入低电压穿越模式；相反的，当相电压有效值较小时，且小于预设的穿越起始电压值时，则可以确定变流器进入低电压穿越模式；或者，当正序电压D轴分量大于穿越起始电压值时，则可以确认变流器未进入低电压穿越模式；相反的，当正序电压D轴分量较小时，且小于预设的穿越起始电压值时，则可以确定变流器进入低电压穿越模式。通过将相电压有效值和正序电压D轴分量与预设的穿越起始电压值进行分析比较，可以准确、有效地判断变流器是否进入低电压穿越模式，在相电压有效值或者正序电压D轴分量小于穿越起始电压值时，则可以确定变流器进入低电压穿越模式，有效提高了对变流器控制的精确度和可靠性，并且扩大了该控制方法的适用范围。S103：根据前馈电压DQ轴分量按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制，以保证变流器稳定运行。根据前馈电压DQ轴分量对变流器进行有效控制，可以使得变流器迅速响应低电压控制策略，有效地减低了变流器电网侧的响应时间，进而保证了对变流器控制的稳定可靠性。本实施例提供的风电变流器低电压穿越的控制方法，通过获取变流器电网侧的相电压有效值/正序电压D轴分量，若相电压有效值/正序电压D轴分量小于穿越起始电压值时，则可以准确判断变流器进入低电压穿越模式，克服了现有技术中存在的降低对变流器网侧控制的精确程度，并且在确认变流器进入低电压穿越模式时，根据前馈电压DQ轴分量对变流器进行控制，可以有效地减少了变流器对电网故障的响应时间，进一步保证了能够快速、有效地实现采用低电压控制策略在电网发生低电压故障时对变流器进行控制，使得变流器可以稳定工作，避免了变流器以及风电机组脱网运行情况的产生，提高了风电机组运行的安全可靠性。图2为本专利技术实施例提供的获取变流器电网侧的正序电压D轴分量的流程示意图，参考附图2可知，本实施例对于具体获取变流器电网侧的正序电压D轴分量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，包括：获取变流器电网侧的相电压有效值/正序电压D轴分量，并获取所述变流器电网侧的前馈电压DQ轴分量；若所述相电压有效值/正序电压D轴分量小于预设的穿越起始电压值，则确定所述变流器进入低电压穿越模式；根据所述前馈电压DQ轴分量按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制，以保证所述变流器稳定运行。

【技术特征摘要】
1.一种风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，包括：获取变流器电网侧的相电压有效值/正序电压D轴分量，并获取所述变流器电网侧的前馈电压DQ轴分量；若所述相电压有效值/正序电压D轴分量小于预设的穿越起始电压值，则确定所述变流器进入低电压穿越模式；根据所述前馈电压DQ轴分量按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制，以保证所述变流器稳定运行。2.根据权利要求1所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，所述获取变流器电网侧的正序电压D轴分量，具体包括：获取所述变流器电网侧的电网电压；对所述电网电压进行正向同步旋转变换，获得正向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量；对所述电网电压进行反向同步旋转坐标变换，获得反向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量和Q轴电压分量，根据所述反向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量和Q轴电压分量获得负序电压D轴分量和负序电压Q轴分量，对所述负序电压D轴分量和所述负序电压Q轴分量进行滤波处理，获得经过低通滤波后的负序电压D轴分量和负序电压Q轴分量；获取所述电网电压的电压矢量相位角；根据所述正向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量、低通滤波后的负序电压D轴分量、低通滤波后的负序电压Q轴分量和所述电压矢量相位角确定所述正序电压D轴分量。3.根据权利要求2所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，根据所述正向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量、低通滤波后的负序电压D轴分量、低通滤波后的负序电压Q轴分量和所述电压矢量相位角确定所述正序电压D轴分量，具体包括：根据以下公式确定所述正序电压D轴分量：其中，为正序电压D轴分量，为正向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量，为低通滤波后的负序电压D轴分量，为低通滤波后的负序电压Q轴分量，θ为电压矢量相位角。4.根据权利要求1所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制，具体包括：获取所述变流器电网侧的电网电压，根据所述电网电压确定电压目标值；按照预设的调制算法对所述电压目标值进行分析处理，获得电压控制信号；根据所述电压控制信号对所述变流器进行控制。5.根据权利要求4所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，所述电压目标值包括两相同步旋转坐标系下的D轴电压目标值，所述根据所述电网电压确定电压目标值，包括：对所述电网电压依次进行Clarke变换和两相静止坐标系到两相旋转坐标系变换，获得电网电压在两相同步旋转坐标系下的D轴电压分量；获取两相同步旋转坐标系下的Q轴电流分量、滤波器的电感值、所述变流器电网侧电压的角速度以及D轴电流PI控制器输出的D轴电压分量，其中，所述D轴电流PI控制器、滤波器均与所述变流器相连接；根据所述电网电压在两相同步旋转坐标系下的D轴电压分量、两相同步旋转坐标系下的Q轴电流分量、滤波器的电感值、变流器电网侧电压的角速度以及D轴电流PI控制器输出的D轴电压分量确定两相同步旋转坐标系下的D轴电压目标值。6.根据权利要求5所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，所述根据所述电网电压在两相同步旋转坐标系下的D轴电压分量、两相同步旋转坐标系下的Q轴电流分量、滤波器的电感值、变流器电网侧电压的角速度以及D轴电流PI控制器输出的D轴电压分量确定所述两相同步旋转坐标系下的D轴电压目标值，具体包括：根据以下公式确定所述两相同步旋转坐标系下的D轴电压目标值；Ud_ref＝Ugd+Upi_d-ωLigq，其中，Ud_ref为两相同步旋转坐标系下的D轴电压目标值，Ugd为电网电压在两相同步旋转坐标系下的D轴电压分量，Upi_d为D轴电流PI控制器输出的D轴电压分量，ω为变流器电网侧电压的角速度，L为滤波器的电感值，igq为网侧电流在两相同步旋转坐标系下的Q轴电流分量。7.根据权利要求5所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，所述电压目标值包括两相同步旋转坐标系下的Q轴电压目标值，所述根据所述电网电压确定电压目标值，还包括：对所述电网电压依次进行Clarke变换和两相静止坐标系到两相旋转坐标系变换，获得两相同步旋转坐标系下的Q轴电压分量；获取两相同步旋转坐标系下的D轴电流分量、两相同步旋转坐标系下的D轴电流分量以及Q轴电流PI控制器输出的Q轴电压分量，其中，所述Q轴电流PI控制器与所述变流器相连接；根据所述两相同步旋转坐标系下的Q轴电压分量、两相同步旋转坐标系下的D轴电流分量、滤波器的电感值、变流器电网侧电压的角速度以及Q轴电流PI控制器输出的Q轴电压分量确定两相同步旋转坐标系下的Q轴电压目标值。8.根据权利要求7所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，所述两相同步旋转坐标系下的Q轴电压分量、两相同步旋转坐标系下的D轴电流分量、滤波器的电感值、变流器电网侧电压的角速度以及Q轴电流PI控制器输出的Q轴电压分量确定两相同步旋转坐标系下的Q轴电压目标值，具体包括：根据以下公式确定所述两相同步旋转坐标系下的Q轴电压目标值；Uq_ref＝UgqUpi_q+ωLigd，其中，Uq_ref为两相同步旋转坐标系下的Q轴电压目标值，Ugq为两相同步旋转坐标系下的Q轴电压分量，Upi_q为Q轴电流PI控制器输出的Q轴电压分量，ω为变流器电网侧电压的角速度，L为滤波器的电感值，igd为网侧电流在两相同步旋转坐标系下的D轴电流分量。9.根据权利要求4所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，所述按照预设的低电压控制策略对变流器进行控制，还包括：断开所述变流器电网侧外部的无功电流给定，并存储所述变流器电网侧断开瞬间的无功电流给定值；获取容性无功电流给定值，将所述容性无功电流给定值与预设的容性无功限定值进行分析比较；若所述容性无功电流给定值小于或等于所述容性无功限定值，则获取有功电流给定值；将所述有功电流给定值与预设的最大有功工作电流限定值进行分析比较；若所述有功电流给定值小于或等于所述最大有功工作电流限定值，则根据所述容性无功电流给定值和所述有功电流给定值对所述变流器进行控制。10.根据权利要求9所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，在将所述容性无功电流给定值与预设的容性无功限定值进行分析比较之后，还包括：若所述容性无功电流给定值大于所述容性无功限定值，则使得所述容性无功电流给定值等于所述容性无功限定值；或者/并且，在将所述有功电流给定值与预设的最大有功工作电流限定值进行分析比较之后，还包括：若所述有功电流给定值大于所述最大有功工作电流限定值，则使得所述有功电流给定值等于所述最大有功工作电流限定值。11.根据权利要求10所述的风电变流器低电压穿越的控制方法，其特征在于，所述最大有功工作电流限定值是通过以下公式获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞，杨志千，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11