【技术实现步骤摘要】
一种具有黑启动功能的全功率风电机组控制系统及方法
本专利技术涉及电学
，具体涉及一种具有黑启动功能的全功率风电机组控制系统及方法。
技术介绍
电力系统的黑启动，指的是当全网或者局部电网由于故障停止运行时，电力系统中具有自主启动能力的发电单元，带动不具有自主启动能力的单元，并逐渐扩大恢复电力系统的范围，从而实现全部电网的恢复。当前电力系统中通常采用的黑启动电源为燃油、燃气发电机组以及水轮发电机组等。水能资源匮乏的地区和季节难以采用水轮发电机组作为黑启动电源。另外，由于燃油、燃气轮发电机组成本较高，不适宜作为黑启动电源大范围推广。将风力发电机组作为黑启动电源，能够丰富电网出现大停电事故时可选择的黑启动方案，在加强电力系统的可靠性和安全性等方面具有重大的现实意义。传统并网型的全功率风电机组，采用基于电网电压定向的矢量控制方法，其网侧变流器需要锁相环观测电网电压相位，因而不具有独立自主运行能力，不可以作为黑启动电源。因此，为了将全功率风电机组作为单独的电源实现黑启动，有必要研究全功率风电机组具有黑启动功能的控制策略。<...
【技术保护点】
1.一种具有黑启动功能的全功率风电机组控制系统，其特征在于，包括：控制风电机组的直流母线电压的网侧变流器、控制风电机组捕获的风功率的机侧变流器、控制风轮转速的变桨控制器；/n其中，所述网侧变流器的控制环路包括：/n直线母线电压的标幺值
【技术特征摘要】
1.一种具有黑启动功能的全功率风电机组控制系统，其特征在于，包括：控制风电机组的直流母线电压的网侧变流器、控制风电机组捕获的风功率的机侧变流器、控制风轮转速的变桨控制器；
其中，所述网侧变流器的控制环路包括：
直线母线电压的标幺值与直流母线电压的额定标幺值之差经过一个PI调节器作为选通开关S1位置2的输入，选通开关S1位置1的输入为0；采用锁相环观测风电场交流母线电压的相位θp，选通开关S1的输出Δθp与锁相环输出的相位θp之和为θs；选通开关S2位置1的输入为θs，直流母线电压的标幺值经过增益为ωBg积分器，其输出θISynC为选通开关S2位置2的输入，选通开关S2的输出为网侧变流器调制电压的相位θ；风电机组根据风电场交流母线电压调节网侧变流器的调制电压幅值即风电场母线电压的参考值与反馈值之差经过PI调节器，其输出为选通开关S3位置2的输入，选通开关S3位置1的输入为0，选通开关S3的输出叠加到调制电压的初始值作为网侧变流器的调制电压幅值根据所述调制电压幅值与相位θ生成网侧变流器的调制信号用于正弦脉宽调制。
2.根据权利要求1所述的具有黑启动功能的全功率风电机组控制系统，其特征在于，所述机侧变流器采用电流内环、直流电压下垂外环的双环控制结构，直流母线电压的额定标幺值与反馈标幺值之差经过下垂系数为Kdr的下垂控制器，其输出为定子电流的q轴参考值定子电流d轴参考值为0；电流内环采用基于转子磁链定向的矢量控制方式。
3.根据权利要求1所述的具有黑启动功能的全功率风电机组控制系统，其特征在于，所述变桨控制器中，风轮转速标幺值与风轮转速设定值之差经过一个PI调节器，PI调节器的输出为选通开关S4位置2的输入，选通开关S4位置1的输入为0；风轮实际输出功率的标幺值与风轮输出功率的限幅值之差经过一个PI调节器，这个PI调节器的输出与选通开关S4的输出、风轮桨距角初始值β0之和作为风轮桨距角的参考值βref；桨距角的参考值βref与其反馈值β之差，经过时间常数为Tβ的积分器，再经过变化率与幅值的限制环节后输出为实际的桨距角β。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的具有黑启动功能的全功率风电机组控制系统的控制方法，其特征在于，根据黑启动风电场中风电机组的启动顺序，将风电机组分为两类，分别为率先启动的风电机组以及后续启动的风电机组；
所述率先启动的风电机组的启动过程中，机侧变流器先于网侧变流器启动，率先启动的风电机组的启动过程如下：
(1-1)变桨控制器的开关S4处在位...
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