本发明专利技术公开了一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法，所述双馈风力发电机组运行方法包括：岸上电压型变流器VSC机侧通过采用f/V和/或P/V调控，从而完成对海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组同步频率进行调节。解决了现有技术中常规工频交流高电压和直流高电压输电上岸运行过程中存在的安全可靠性、效率、性价比等方面存在的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法
本专利技术属于风力发电
，特别涉及一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法。
技术介绍
风能作为清洁的可再生新能源，是我国十分重要能源来源。目前，海上风电场的大规模开发，对新能源的利用和发展，都有十分积极的作用。如图1、图2所示,海上风电目前是以交流高电压和直流高电压输电上岸为主，在风电安全可靠运行的同时，也要提高整个海上风电场运行的性价比；在离岸一定大距离范围内，还有一种海上风电场可以使用运行的性价比更好的分频或低频输电上岸。如图1所示，整个海上风电场以及送出系统包括：岸上50Hz电网1经过岸上升压主变压器2、岸上VSC变频器网侧(工频)3、岸上VSC变频器直流环节4、岸上VSC变频器机侧(分频或低频)5，分频或低频输电上岸海底电缆6，通过第三集电环网柜15、环网升压变压器14、第二集电海底电缆13、第二集电环网柜12，通过对第二双馈风电机组16，其中双馈风电机组转子回路1/3pu.变压器22、双馈风电机组变流器17，双馈风电机组发电机18,双馈风电机组齿轮箱(有或无)19，双馈风电机组轮毂20，双馈风电机组叶片21]联网发电运行。如图2所示，所述整个海上风电场以及送出系统包括，岸上50Hz电网1经过岸上升压主变压器2、岸上VSC变频器网侧(工频)3、岸上VSC变频器直流环节4、岸上VSC变频器机侧(分频或低频)5，分频或低频输电上岸海底电缆6，通过海上升压主变压器7、第一集电海底电缆8、第一集电环网柜9对第一双馈风电机组11，其中双馈风电机组升压变压器10、双馈风电机组变流器17，双馈风电机组发电机18,双馈风电机组齿轮箱(有或无)19，双馈风电机组轮毂20，双馈风电机组叶片21联网发电运行。对于海上风电场使用分频或低频输电上岸，岸上使用电压型变流器VSC把分频或低频变成工频。海上风电场采用常规分频或低频输电，还是存在低风速或次同步区域效率较低，运行范围的扩大需要增大变流器容量；海上风电场采用常规分频或低频输电、交流高电压和直流高电压输电上岸，风电机组并网时和带变压器合闸时会产生较大的操作过电压，增加电气设备电应力的压力，同时带变压器合闸时会产生很大的涌流。在采用本专利海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组运行方法后，比常规工频交流高电压和直流高电压输电上岸，更加能提高海上风电场风电机组的运行安全可靠性和效率、发电量、性价比以及电压动态和静态的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述常规工频交流高电压和直流高电压和直流高电压输电上岸运行安全可靠性、效率、性价比等存在的问题，提供了一种海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组运行方法。本专利技术目的通过下述技术方案来实现：一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法，所述双馈风力发电机组运行方法包括：岸上电压型变流器VSC机侧通过采用f/V和/或P/V调控，从而完成对海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组同步频率进行调节。根据一个优选的实施方式，海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组群重新起动、并网空载运行或部分轻载运行其余重新起动、并网空载运行时，对岸上电压型变流器VSC机侧调低f/V，使得分频或低频网频率fgrid.u下双馈发电机同步转速为ωml.m.u。可减少风电机组并网操作过电压和涌流。根据一个优选的实施方式，海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组群每台的运转速度小于额定转速时，采用对岸上电压型变流器VSC机侧调节f/V，使得风电场风电机组群同步频率下的同步转速ωml.k.u低于风电机组群最小运行转速ωml.k.a。保证每台风电机组始终运行在超同步状态，可提高效率和运行范围；根据一个优选的实施方式，海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组群每台的最小运转速度ωml.k.d大于额定同步转速ωml.k.1时，完成对岸上电压型变流器VSC机侧的f/V进行调高处理，使得风电场风电机组群同步频率下同步转速ωml.k.z高于风电机组群中的最高运行转速ωml.k.f。从而保证每台风电机组始终运行在次同步状态，可提高运行范围；根据一个优选的实施方式，海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组群每台的运转速度超速大于等于额定转速时，对岸上电压型变流器VSC机侧调高f/V，可使风电场风电机组群的同步频率下的同步转速ωml.l.z高于风电机组群的额定同步转速ωml.k.1。从而保证每台风电机组始终运行小滑差状态，减少转子滑差和转子功率以及滑差电压，增大定子功率，同时相对稳定定子电流，可提高安全稳定；根据一个优选的实施方式，岸上电压型变流器VSC机侧直接与岸上50Hz电网连接，岸上电压型变流器VSC机侧采用分频或低频与风电场的风力发电机组连接，接受风电场全部额定发电功率。从电网侧看变流器网侧，可以把岸上电压型变流器VSC、双馈风力发电机组和线路、环网柜、升压变电站等虚拟等效为一台大同步发电机，即虚拟同步发电机。根据一个优选的实施方式，海上风电场分频或低频输电系统内部发生零电压穿越和低电压穿越故障时，当电压下降时，对岸上电压型变流器VSC机侧迅速按对等的电压下降率调低f/V；当电压上升时，按对等的电压上升率调高f/V，同时配合风电机组和线路开关切除永久故障。根据一个优选的实施方式，海上风电场分频或低频内部发生高电压穿越时，当电压上升时，可以对岸上电压型变流器VSC机侧迅速按对等的电压上升率调低f/V，当电压下降时，迅速按对等的电压下降率调高f/V，同时配合风电机组和线路开关切除永久故障。根据一个优选的实施方式，双馈风电机组能够采用齿轮箱或不采用齿轮箱，且双馈风力发电机组接入分频或低频电网额定频率是50/3Hz～50/6Hz，额定转速范围8～1840rpm，转子额定电压0.69KV～10KV，定子额定电压0.69KV～35KV，发电机组容量范围为5MW～50MW。前述本专利技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本专利技术可采用并要求保护的方案；且本专利技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本专利技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。本专利技术的有益效果：本专利技术解决了海上风电场双馈风电机组常规工频交流高电压输电，低风速或次同步区域效率较低，运行范围的扩大还需要增大变流器容量的问题；同时，解决了海上风电场双馈风电机组通常采用常规工频交流高电压输电和直流高电压输电上岸，风电机组并网时和带变压器合闸时会产生较大的操作过电压，增加电气设备电应力的压力，同时带变压器合闸时会产生很大的涌流，以及停机时也可以降低轻载或空载分闸引起的特快速瞬态过电压的问题。另，海上风电场在离岸一定距离范围内，采用分频或低频输电的双馈风电机组，其海上风电场全寿命周期性价比、准度电成本和电压动态和静态的稳定性比交流高电压和直流高电压输电更好。附图说明...
【技术保护点】
1.一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，所述双馈风力发电机组运行方法包括：/n岸上电压型变流器VSC机侧通过采用f/V和/或P/V调控，从而完成对海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组同步频率进行调节。/n
【技术特征摘要】
20200206 CN 202010081144X1.一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，所述双馈风力发电机组运行方法包括：
岸上电压型变流器VSC机侧通过采用f/V和/或P/V调控，从而完成对海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组同步频率进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于：
海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组群重新起动、并网空载运行或部分轻载运行其余重新起动、并网空载运行时，
对岸上电压型变流器VSC机侧调低f/V，使得分频或低频网频率fgrid.u下双馈发电机同步转速为ωml.m.u。
3.根据权利要求1所述的一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于：
海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组群每台的运转速度小于额定转速时，
采用对岸上电压型变流器VSC机侧调节f/V，使得风电场风电机组群同步频率下的同步转速ωml.k.u低于风电机组群最小运行转速ωml.k.a。
4.根据权利要求1所述的一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于：
海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组群每台的最小运转速度ωml.k.d大于额定同步转速ωml.k.1时，
完成对岸上电压型变流器VSC机侧的f/V进行调高处理，使得风电场风电机组群同步频率下同步转速ωml.k.z高于风电机组群中的最高运行转速ωml.k.f。
5.根据权利要求1所述的一种海上风电场分频或低频输电的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于：
海上风电场分频或低频输电双馈风力发电机组群每台的运转速度超速大于等于额定转速时，
【专利技术属性】
技术研发人员：成健，郑大周，余业祥，蒋子进，莫尔兵，王其君，李杰，赵伟，强喜臣，梁臣，付斌，叶炜，林淑，白友清，
申请(专利权)人：东方电气风电有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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