一种风电机组的双模式并网运行控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及风力发电场风电机组智能控制系统领域，特别是涉及一种风电机组的双模式并网运行控制方法及其系统，包括转速检测模块，中央控制单元，风电机组变频器，电网调制单元和风电机组调制单元，所述中央处理器分别电连接于所述转速检测模块和所述风电机组变频器，所述风电机组变频器分别电连接于所述电网调制单元和所述风电机组调制单元，本发明专利技术以风电机组的发电机转速为控制参考量，考虑到了鼠笼和双馈两种模式切换期间定子短路接触器不能带电合断的情况，对切换的临界转速附近的控制细节给出了切实可操作的方法，并且实现了短时间快速切换的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组的双模式并网运行控制方法及系统
本专利技术涉及风力发电场风电机组智能控制系统领域，特别是涉及一种风电机组的双模式并网运行控制方法及其系统。
技术介绍
风力发电场智能控制系统领域：随着风电行业数字化与智能化的快速发展，越来越多的科研机构开始研究风力发电场场级智能控制系统，用于提升整场的发电量。但是此领域起步较晚，叠加科研机构投入的资源有限等原因，导致研究成果较少。在实际风电场运营时，需要多系统、多平台协调配合，但是这些系统间的数据没有得到充分利用，每个系统的核心控制模块的数据更是相对独立，数据不能及时共享，控制效果虽能够满足考核要求，但是没有做到智能化、精细化的程度，导致风电场本可以避免的损失发电量没有得到及时有效的挽回。由于变速恒频双馈异步发电机组在调速范围上存在限制。在低风速区，当风速低于最低风速Vmin时，风机不能以最佳叶尖速比运行。在高风速区，风速大于最大运行风速Vmax时，也同样存在无法达到最佳叶尖速比，进而致使风能利用系数Cp低下的情况。由此，目前业内提出双模式并网方法，采用全功率同步并网模式和异步双馈并网模式两种方法，以期提高风能利用率，但目前的文献说法太过于笼统，仅仅提出了原理性的说法，没有能够在具体的实际操作中可以使用的控制方法。基于以上情况，本专利技术给出一种基于风电机组发电机转速为参考的双模式并网及切换的实际控制方案，保证风电机组能够在鼠笼模式或双馈模式下顺利并脱网，以及能够在鼠笼电机和双馈电机两种模式之间顺利切换。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种风电机组的双模式并网运行控制方法及系统，保证风电机组能够在鼠笼模式或双馈模式下顺利并脱网，以及能够在鼠笼电机和双馈电机两种模式之间顺利切换。本专利技术提供了一种风电机组的双模式并网运行控制方法，包括以下步骤：S1、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，当风电机组转速不大于V1时，中央控制单元向风电机组变频器发出启动电网调制单元的命令，同时中央控制单元下发给风电机组变频器启动鼠笼模式的命令，当转速大于V1时，中央控制单元下发给风电机组变频器启动风电机组调制单元的命令，风电机组变频器切入鼠笼模式并网运行，并保持鼠笼模式运行；S2、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，中央控制单元判断风电机组转速是否上升，若风电机组转速未上升，则进入步骤S1，若风电机组转速上升，当风电机组转速达到V3时，则从鼠笼模式切换到双馈模式；S3、保持双馈模式运行，持续检测并判断风电机组转速是否上升，若风电机组转速上升，转速值达到V4时，则中央控制单元控制风电机组脱网停机；若风电机组转速未上升则持续检测风电机组转速是否下降到V2；S4、若风电机组转速下降到V2，则从双馈模式切换到鼠笼模式，并进入步骤S1；若风电机组速度未下降到V2，则进入步骤S3；其中，V1指风电机组转速上升时切入鼠笼模式的转速，以及风电机组转速下降时从鼠笼模式脱网切出转速；V3指风电机组转速上升时切出鼠笼模式并切入双馈模式的转速；V2指风电机组转速下降时切出双馈模式并切入鼠笼模式的转速；V4指风电机组转速上升时最终切出脱网保护转速。进一步地，在S2步骤，从鼠笼模式切换到双馈模式过程中，包括以下步骤：中央控制单元先撤销下发给风电机组变频器启动鼠笼模式的命令，然后撤销下发给风电机组变频器启动风电机组调制单元的命令，待机组功率降为0时，中央控制单元下发给风电机组变频器启动双馈模式的命令，风电机组变频器完成短接接触器的断开，中央控制单元发给风电机组变频器启动风电机组调制单元的命令，风电机组切入双馈模式运行。进一步地，在S4步骤，从双馈模式切换到鼠笼模式过程中，包括以下步骤：中央控制单元撤销下发给风电机组变频器的启动双馈模式的命令和启动风电机组调制单元的命令，待风电机组功率降为0时，中央控制单元下发给风电机组变频器启动鼠笼模式的命令，风电机组变频器完成短接接触器的吸合，中央控制单元下发给风电机组变频器启动风电机组调制单元的命令，风电机组切入鼠笼模式运行。本专利技术还提供了一种使用所述风电机组双模式并网运行控制方法的风电机组双模式并网运行控制系统，包括转速检测模块，中央控制单元，风电机组变频器，电网调制单元和风电机组调制单元，所述中央处理器分别电连接于所述转速检测模块和所述风电机组变频器，所述风电机组变频器分别电连接于所述电网调制单元和所述风电机组调制单元。本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：1.本专利技术将目前并网运行在V2到V4转速之间的双馈风力发电机组的并网转速区间向下拓宽至V1，增加了V1到V2之间可并网发电的转速区间，增加了单台风机单位时间的发电量；2.本专利技术以风电机组的发电机转速为控制参考量，考虑到了鼠笼和双馈两种模式切换期间定子短路接触器不能带电合断的情况，对切换的临界转速附近的控制细节给出了切实可操作的方法，并且实现了短时间快速切换的功能。附图说明以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的方法流程示意图；图2是本专利技术的系统连接示意图；其中，V1指风电机组转速上升时切入鼠笼模式的转速，以及风电机组转速下降时从鼠笼模式脱网切出转速；V3指风电机组转速上升时切出鼠笼模式并切入双馈模式的转速；V2指风电机组转速下降时切出双馈模式并切入鼠笼模式的转速；V4指风电机组转速上升时最终切出脱网保护转速。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。本专利技术的目的是提供一种风电机组的双模式并网运行控制方法及系统，保证风电机组能够在鼠笼模式或双馈模式下顺利并脱网，以及能够在鼠笼电机和双馈电机两种模式之间顺利切换。如图1所示，本专利技术提供了一种风电机组的双模式并网运行控制方法，包括以下步骤：S1、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，当风电机组转速不大于V1时，中央控制单元向风电机组变频器发出启动电网调制单元的命令，同时中央控制单元下发给风电机组变频器启动鼠笼模式的命令，当转速大于V1时，中央控制单元下发给风电机组变频器启动风电机组调制单元的命令，风电机组变频器切入鼠笼模式并网运行，并保持鼠笼模式运行；S2、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组的双模式并网运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，当风电机组转速不大于V1时，中央控制单元向风电机组变频器发出启动电网调制单元的命令，同时中央控制单元下发给风电机组变频器启动鼠笼模式的命令，当转速大于V1时，中央控制单元下发给风电机组变频器启动风电机组调制单元的命令，风电机组变频器切入鼠笼模式并网运行，并保持鼠笼模式运行；S2、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，中央控制单元判断风电机组转速是否上升，若风电机组转速未上升，则进入步骤S1，若风电机组转速上升，当风电机组转速达到V3时，则从鼠笼模式切换到双馈模式；S3、保持双馈模式运行，持续检测并判断风电机组转速是否上升，若风电机组转速上升，转速值达到V4时，则中央控制单元控制风电机组脱网停机；若风电机组转速未上升则持续检测风电机组转速是否下降到V2；S4、若风电机组转速下降到V2，则从双馈模式切换到鼠笼模式，并进入步骤S1；若风电机组速度未下降到V2，则进入步骤S3；其中，V1指风电机组转速上升时切入鼠笼模式的转速，以及风电机组转速下降时从鼠笼模式脱网切出转速；V3指风电机组转速上升时切出鼠笼模式并切入双馈模式的转速；V2指风电机组转速下降时切出双馈模式并切入鼠笼模式的转速；V4指风电机组转速上升时最终切出脱网保护转速。...

【技术特征摘要】
1.一种风电机组的双模式并网运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，当风电机组转速不大于V1时，中央控制单元向风电机组变频器发出启动电网调制单元的命令，同时中央控制单元下发给风电机组变频器启动鼠笼模式的命令，当转速大于V1时，中央控制单元下发给风电机组变频器启动风电机组调制单元的命令，风电机组变频器切入鼠笼模式并网运行，并保持鼠笼模式运行；S2、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，中央控制单元判断风电机组转速是否上升，若风电机组转速未上升，则进入步骤S1，若风电机组转速上升，当风电机组转速达到V3时，则从鼠笼模式切换到双馈模式；S3、保持双馈模式运行，持续检测并判断风电机组转速是否上升，若风电机组转速上升，转速值达到V4时，则中央控制单元控制风电机组脱网停机；若风电机组转速未上升则持续检测风电机组转速是否下降到V2；S4、若风电机组转速下降到V2，则从双馈模式切换到鼠笼模式，并进入步骤S1；若风电机组速度未下降到V2，则进入步骤S3；其中，V1指风电机组转速上升时切入鼠笼模式的转速，以及风电机组转速下降时从鼠笼模式脱网切出转速；V3指风电机组转速上升时切出鼠笼模式并切入双馈模式的转速；V2指风电机组转速下降时切出双馈模式并切入鼠笼模式的转速；V4指风电机组转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁凌，褚景春，韩文涛，王文亮，潘磊，于红理，朱莲，朱世龙，曹晓玲，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11