一种DFIG的低电压穿越方法技术

本申请公开了一种DFIG的低电压穿越方法，包括：在发生故障时，监测当前并网点电压、转子与转子侧变流器之间的当前转子电流、转子侧变流器的当前直流侧电压；若当前转子电流超过第一预设电流值，关断转子与转子侧变流器间的旁路开关，接入与旁路开关并联的制动电阻，制动电阻的阻值与当前并网点电压对应；若当前直流侧电压超过电压阈值，在转子侧变流的直流侧接入卸荷电路。由于本发明专利技术中制动电阻阻值在不同的故障程度下可灵活选择，克服了固定电阻的缺点，改善了机组的瞬间性能，具备更好的低电压穿越效果。由于摆脱了撬棒保护，在接入制动电阻时转子侧变流器依然处于可控状态，减少DFIG从电网中吸收的无功功率，有助于电网电压恢复正常。

【技术实现步骤摘要】
一种DFIG的低电压穿越方法
本专利技术涉及电路设计领域，特别涉及一种DFIG的低电压穿越方法。
技术介绍
近年来，随着电力电子技术的迅速发展，以环保和可循环利用为出发点的风力发电技术也日趋成熟，风机在电网所占比重不断提高，它对整个电网造成的影响已经不可忽略。双馈感应发电机DFIG(DoublyFedInductionGenerator)作为主流风机类型，具有成本低、易维护，能实现有功、无功解耦控制和最大功率跟踪等优点，但其特殊的结构导致机组对系统的扰动和故障比较敏感，暂态特性更复杂。DFIG受到严重干扰时可能会为了保护自身而选择脱网，而多台风机同时脱网大大增加了电网的有功缺额，对电网的稳定性和电能质量构成威胁，严重时可造成电网崩溃。因此风电场接入电力系统技术规定，并网风机需要拥有一定的低电压穿越能力，即电网发生故障时，风机应能保持不脱网运行一段时间，并且向电网提供一定的无功功率以帮助其恢复正常。目前双馈风机的低电压穿越方式可分为改进控制策略和增设硬件设备两类：第一类主要通过各种控制策略加快某些暂态电气量的衰减速度和降低其幅值来实现低电压穿越，此类方法受限于变流器的容量大小，适用于电压跌落较轻的情况。第二类一般适合电压跌落严重的情况，其中撬棒(crowbar)保护被广泛应用于实际工程中。传统撬棒保护具有良好的限流作用，但其投入过程中，转子绕组与变流器的连接被断开，DFIG处于异步运行状态，将从电网中吸收无功以励磁。撬棒保护发展至今，有对撬棒阻值和投切时间优化的研究，也有动态调整撬棒电阻以适应各种电压跌落程度的改进方法，上述策略虽然在一定程度上可通过减少撬棒的投入次数和时间来减小DFIG吸收的无功，但终究没有解决变流器失控的问题。另有学者提出转子侧串联电阻与直流侧卸荷电路协调控制的方案，串联电阻具有直接控制电流大小的显著优点，有效减小流向直流母线电容器的电流，从而避免直流母线过电压，但串联固定电阻往往灵活性不高，无法兼顾不同电压跌落程度下的低电压穿越效果，目前制动电阻大多是按最严重的故障情况来整定的，而在电压跌落较轻时投入大电阻会造成转子电压和电磁转矩振荡幅度大，容易影响机组的暂态稳定性。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种DFIG的低电压穿越方法，以便能够减少DFIG从电网吸收的无功功率，灵活地应对多种故障环境，达到较好的保护效果。其具体方案如下：一种DFIG的低电压穿越方法，包括：在发生故障时，监测当前并网点电压、转子与转子侧变流器之间的当前转子电流、所述转子侧变流器的当前直流侧电压；若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压对应；若当前直流侧电压超过电压阈值，在所述转子侧变流器的直流侧接入卸荷电路。优选的，所述若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻之后，还包括：若当前转子电流继续上升，则增大所述制动电阻的阻值。优选的，所述若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压对应的过程，具体包括：若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压的当前电压跌落级别对应；则所述若当前转子电流继续上升，则增大所述制动电阻的阻值的过程，具体包括：若当前转子电流继续上升，则增大所述制动电阻的阻值至对应当前并网点电压的下一电压跌落级别。优选的，每一级电压跌落级别对应的所述制动电阻的阻值由以下整定过程得出：根据整定原则得到当前电压跌落级别的最小电阻和最大电阻；根据当前电压跌落级别的最小电阻和最大电阻，得到当前电压跌落级别的整定电阻对应所述制动电阻的阻值；其中，所述整定原则包括：接入所述制动电阻后的当前转子电流的峰值小于第二预设电流值；所述转子侧变流器的当前交流侧电压小于所述电压阈值。优选的，小于或等于50％的电压跌落级别的所述整定过程具体包括：根据整定原则得到当前电压跌落级别的最小电阻和最大电阻；根据第一整定公式RSDR＝RSDR.min+(RSDR.max-RSDR.min)×30％得到当前电压跌落级别的整定电阻RSDR，其中RSDR.min和RSDR.max分别为当前电压跌落级别的最小电阻和最大电阻；其中，当前电压跌落级别的整定原则中，所述第二预设电流值为1.7倍的额定电流。优选的，大于50％的电压跌落级别的所述整定过程具体包括：根据整定原则得到当前电压跌落级别的最小电阻和最大电阻；根据第二整定公式RSDR＝RSDR.min+(RSDR.max-RSDR.min)×70％得到当前电压跌落级别的整定电阻RSDR，其中RSDR.min和RSDR.max分别为当前电压跌落级别的最小电阻和最大电阻；其中，当前电压跌落级别的整定原则中，所述第二预设电流值为1.9倍的额定电流。优选的，若当前并网点电压为0，则接入的所述制动电阻的阻值为当前电压跌落级别的最大电阻。优选的，所述接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压对应的过程，具体包括：分别控制第一电阻和第二电阻各自的控制开关组的通断，使所述第一电阻和所述第二电阻的等效阻值与当前并网点电压对应。优选的，所述第一电阻的控制开关与所述第一电阻串联得到第一串联电路，所述第二电阻的控制开关与所述第二电阻串联得到第二串联电路，所述第一串联电路和所述第二串联电路均与所述旁路开关并联。优选的，所述第一电阻的控制开关与所述第一电阻并联得到第一并联电路，所述第二电阻的控制开关与所述第二电阻并联得到第二并联电路，所述第一并联电路和所述第二并联电路串联后与所述旁路开关并联。本专利技术公开了一种DFIG的低电压穿越方法，包括：在发生故障时，监测当前并网点电压、转子与转子侧变流器之间的当前转子电流、所述转子侧变流器的当前直流侧电压；若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压对应；若当前直流侧电压超过电压阈值，在所述转子侧变流器的直流侧接入卸荷电路。由于本专利技术中的制动电阻阻值没有固定，因此在不同的故障程度下，可选择与当前并网点电压对应的合适的电阻，克服了固定电阻的缺点，改善了机组的瞬间性能，具备更好的低电压穿越效果。而且由于摆脱了撬棒保护，在接入制动电阻时转子侧变流器依然处于可控状态，减少DFIG从电网中吸收的无功功率，有助于电网电压恢复正常。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中一种DFIG的低电压穿越方法的步骤流程图；图2为本专利技术实施例中一种转子侧保护电路的拓扑结构图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DFIG的低电压穿越方法，其特征在于，包括：在发生故障时，监测当前并网点电压、转子与转子侧变流器之间的当前转子电流、所述转子侧变流器的当前直流侧电压；若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压对应；若当前直流侧电压超过电压阈值，在所述转子侧变流器的直流侧接入卸荷电路。

【技术特征摘要】
1.一种DFIG的低电压穿越方法，其特征在于，包括：在发生故障时，监测当前并网点电压、转子与转子侧变流器之间的当前转子电流、所述转子侧变流器的当前直流侧电压；若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压对应；若当前直流侧电压超过电压阈值，在所述转子侧变流器的直流侧接入卸荷电路。2.根据权利要求1所述低电压穿越方法，其特征在于，所述若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻之后，还包括：若当前转子电流继续上升，则增大所述制动电阻的阻值。3.根据权利要求2所述低电压穿越方法，其特征在于，所述若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压对应的过程，具体包括：若当前转子电流超过第一预设电流值，关断所述转子与所述转子侧变流器之间的旁路开关，接入与所述旁路开关并联的制动电阻，所述制动电阻的阻值与当前并网点电压的当前电压跌落级别对应；则所述若当前转子电流继续上升，则增大所述制动电阻的阻值的过程，具体包括：若当前转子电流继续上升，则增大所述制动电阻的阻值至对应当前并网点电压的下一电压跌落级别。4.根据权利要求3所述低电压穿越方法，其特征在于，每一级电压跌落级别对应的所述制动电阻的阻值由以下整定过程得出：根据整定原则得到当前电压跌落级别的最小电阻和最大电阻；根据当前电压跌落级别的最小电阻和最大电阻，得到当前电压跌落级别的整定电阻对应所述制动电阻的阻值；其中，所述整定原则包括：接入所述制动电阻后的当前转子电流的峰值小于第二预设电流值；所述转子侧变流器的当前交流侧电压小于所述电压阈值。5.根据权利要求4所述低电压穿越方法，其特征在于，小于或等于50％的电压跌落级别的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星华，陈豪君，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44