风力发电机组高电压穿越控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种风力发电机组高电压穿越控制方法及装置。该方法包括：实时监测风电场并网点电压；根据并网点电压以及风力发电机组输出的额定电压，控制风力发电机组执行高电压穿越和结束高电压穿越；其中，在执行高电压穿越期间，控制风力发电机组减小向并网点提供的有功电流，以及增大向并网点提供的感性无功电流；在结束高电压穿越之后，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的有功电流，以及根据风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制风力发电机组向并网点提供无功电流。本发明专利技术实施例的风力发电机组高电压穿越控制方法及装置，能够保证电网电压恢复，并且能够避免高电压穿越失败。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组高电压穿越控制方法及装置
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电机组高电压穿越控制方法及装置。
技术介绍
大规模风电机组集中接入给电力系统带来了许多新问题，其中高电压穿越能力是非常重要的一项。永磁直驱风机采用了无增速齿轮箱、叶轮直接驱动多极低速永磁同步发电机的变速恒频风力发电技术，风机通过全功率变流器并网，实现了发电机和电网的完全解耦，风机的并网特性主要取决于变流器电网侧的技术性能。目前的永磁直驱机组的高电压穿越能力主要体现在两个方面：1)高电压穿越期间，通过并联于直流母线的制动单元，保持有功功率平衡；2)高电压穿越期间，网侧变流器通过输出无功电流来支撑电网电压恢复。现有的针对风力发电的控制策略为：正常运行状态下，变流控制器根据风力发电机组的主控制器的指令向电网提供无功电流。当电网发生故障，执行高电压穿越时，主控制器的指令被切断，变流控制器直接按照风力发电机组的机端电压的升高程度向电网发送无功电流，以帮助恢复电网电压。当故障被清除时，变流控制器输出的无功电流瞬间变化至零。因此，现有技术中，风电场通过风电机组的无功出力来参与并网点的无功/电压调节，只是要求高电压穿越期间的暂态无功控制，而对从暂态切换到稳态的无功控制未做要求，在实际的运行过程中就可能会出现高电压穿越失败的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种风力发电机组高电压穿越控制方法及装置，能够在高电压穿越结束后，对风力发电机组提供的无功功率进行合理控制，保证电网电压恢复，并且能够避免高电压穿越失败。一方面，本专利技术实施例提供了一种高电压穿越控制方法，该方法包括：实时监测风电场并网点电压；根据并网点电压以及风力发电机组输出的额定电压，控制风力发电机组执行高电压穿越和结束高电压穿越；其中，在执行高电压穿越期间，控制风力发电机组减小向并网点提供的有功电流，以及增大向并网点提供的感性无功电流；在结束高电压穿越之后，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的有功电流，以及根据风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制风力发电机组向并网点提供无功电流。在本专利技术的一个实施例中，根据风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制风力发电机组向并网点提供无功电流，包括：在风力发电机组在执行高电压穿越之前向并网点提供零无功功率的情况下，控制风力发电机组向并网点提供零无功电流；在风力发电机组在执行高电压穿越之前向并网点提供容性无功功率的情况下，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的容性无功电流；在风力发电机组在执行高电压穿越之前向并网点提供感性无功功率的情况下，控制风力发电机组向并网点提供阶跃变化至高电压穿越之前的感性无功电流值，或者，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的感性无功电流。在本专利技术的一个实施例中，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的容性无功电流，包括：根据风力发电机组的有功功率的增大速率，以及高电压穿越前的功率因数角，确定容性无功电流的增大速率；根据容性无功电流的增大速率，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的容性无功电流。在本专利技术的一个实施例中，增大向并网点提供的感性无功电流，包括：根据高电压穿越前的并网点电压、高电压穿越期间的并网点电压、风力发电机组输出的额定电流以及额定电压，确定需要提供的感性无功电流；向并网点提供所确定的感性无功电流。另一方面，本专利技术实施例提供了一种风力发电机组高电压穿越控制装置，该装置包括：监测模块，用于实时监测风电场并网点电压；第一控制模块，用于根据并网点电压以及风力发电机组输出的额定电压，控制风力发电机组执行高电压穿越和结束高电压穿越；第二控制模块，用于在执行高电压穿越期间，控制风力发电机组减小向并网点提供的有功电流，以及增大向并网点提供的感性无功电流；第三控制模块，用于在结束高电压穿越之后，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的有功电流，以及根据风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制风力发电机组向并网点提供无功电流。在本专利技术的一个实施例中，根据风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制风力发电机组向并网点提供无功电流，包括：在风力发电机组在执行高电压穿越之前向并网点提供零无功功率的情况下，控制风力发电机组向并网点提供零无功电流；在风力发电机组在执行高电压穿越之前向并网点提供容性无功功率的情况下，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的容性无功电流；在风力发电机组在执行高电压穿越之前向并网点提供感性无功功率的情况下，控制风力发电机组向并网点提供阶跃变化至高电压穿越之前的感性无功电流值，或者，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的感性无功电流。在本专利技术的一个实施例中，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的容性无功电流，包括：根据风力发电机组的有功功率的增大速率，以及高电压穿越前的功率因数角，确定容性无功电流的增大速率；根据容性无功电流的增大速率，控制风力发电机组向并网点提供逐渐增大的容性无功电流。在本专利技术的一个实施例中，增大向并网点提供的感性无功电流，包括：根据高电压穿越前的并网点电压、高电压穿越期间的并网点电压、风力发电机组输出的额定电流以及额定电压，确定需要提供的感性无功电流；向并网点提供所确定的感性无功电流。本专利技术实施例的风力发电机组高电压穿越控制方法及装置，通过根据风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制风力发电机组向并网点提供无功电流，能够在高电压穿越结束后，对风力发电机组提供的无功功率进行合理控制，保证电网电压恢复。本专利技术的实施例在高电压穿越期间的进行暂态无功控制，并且对高电压穿越结束后从暂态切换到稳态的无功控制过程给出详细方案，因此能够避免高电压穿越失败。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组高电压穿越控制方法的流程示意图；图2示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组在高电压穿越前发零无功功率情况下有功电流和无功电流的变化示意图；图3示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组在高电压穿越前发容性无功功率情况下有功电流和无功电流的第一种变化示意图；图4示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组在高电压穿越前发容性无功功率情况下有功电流和无功电流的第二种变化示意图；图5示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组在高电压穿越前发感性无功功率情况下有功电流和无功电流的第一种变化示意图；图6示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组在高电压穿越前发感性无功功率情况下有功电流和无功电流的第二种变化示意图；图7示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组在高电压穿越前发零无功功率的仿真示意图；图8示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组在高电压穿越前发500千乏容性无功功率的仿真示意图；图9示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组在高电压穿越前发500千乏感性无功功率的仿真示意图；图10示出了本专利技术实施例提供的风力发电机组高电压穿越控制装置的结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组高电压穿越控制方法，其特征在于，所述方法包括：实时监测风电场并网点电压；根据所述并网点电压以及风力发电机组输出的额定电压，控制所述风力发电机组执行高电压穿越和结束高电压穿越；其中，在执行高电压穿越期间，控制所述风力发电机组减小向所述并网点提供的有功电流，以及增大向所述并网点提供的感性无功电流；在结束高电压穿越之后，控制所述风力发电机组向所述并网点提供逐渐增大的有功电流，以及根据所述风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制所述风力发电机组向所述并网点提供无功电流。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组高电压穿越控制方法，其特征在于，所述方法包括：实时监测风电场并网点电压；根据所述并网点电压以及风力发电机组输出的额定电压，控制所述风力发电机组执行高电压穿越和结束高电压穿越；其中，在执行高电压穿越期间，控制所述风力发电机组减小向所述并网点提供的有功电流，以及增大向所述并网点提供的感性无功电流；在结束高电压穿越之后，控制所述风力发电机组向所述并网点提供逐渐增大的有功电流，以及根据所述风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制所述风力发电机组向所述并网点提供无功电流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述风力发电机组在执行高电压穿越之前的工作状态，控制所述风力发电机组向并网点提供无功电流，包括：在所述风力发电机组在执行高电压穿越之前向所述并网点提供零无功功率的情况下，控制所述风力发电机组向所述并网点提供零无功电流；在所述风力发电机组在执行高电压穿越之前向所述并网点提供容性无功功率的情况下，控制所述风力发电机组向所述并网点提供逐渐增大的容性无功电流；在所述风力发电机组在执行高电压穿越之前向所述并网点提供感性无功功率的情况下，控制所述风力发电机组向所述并网点提供阶跃变化至高电压穿越之前的感性无功电流值，或者，控制所述风力发电机组向所述并网点提供逐渐增大的感性无功电流。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述风力发电机组向所述并网点提供逐渐增大的容性无功电流，包括：根据所述风力发电机组的有功功率的增大速率，以及高电压穿越前的功率因数角，确定所述容性无功电流的增大速率；根据所述容性无功电流的增大速率，控制所述风力发电机组向所述并网点提供逐渐增大的容性无功电流。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增大向所述并网点提供的感性无功电流，包括：根据所述高电压穿越前的并网点电压、所述高电压穿越期间的并网点电压、所述风力发电机组输出的额定电流以及所述额定电压，确定需要提供的感性无功电流；向所述并网点提供所确定的感性无功电流。5.一种风力发电机组高电压穿越...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄远彦，王海龙，
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