对风电场中的风电机组的变流器进行调控的方法及设备技术

提出一种对风电场中的风电机组的变流器进行调控的方法及设备。所述方法包括获取并网点的实时电压和电流信号；获取风电场同一条集电线路上各风电机组的实时状态信息；基于获取的实时电压和电流信号以及实时状态信息，产生统一调控指令。其中，所述实时状态信息包括风电场同一条集电线路上正在运行的风电机组变流器三相桥臂的总数量、针对正在运行的风电机组变流器及其各三相桥臂动态分配的编号以及每台正在运行的风电机组的实时功率。其中，所述统一调控指令包括针对每台正在运行的风电机组变流器的调控指令，其中，所述调控指令包括针对变流器中的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值、载波比参考值以及调制波的特征量参考值。特征量参考值。特征量参考值。

【技术实现步骤摘要】
对风电场中的风电机组的变流器进行调控的方法及设备


[0001]本专利技术总体说来涉及风电机组的调控领域，更具体地说，涉及一种对风电场中同一条集电线路上的风电机组的变流器进行统一调控的方法及设备。

技术介绍

[0002]目前，在风电场现有的典型设计方案如图1所示，其中，存在如下基本特征：(1)对于风电场整场而言，场内的所有风电机组在其内部的拓扑结构上(实线框内的子系统)完全相同；(2)对于风电机组整机而言，全功率变流器(虚线框内的子系统)的内部拓扑结构完全相同，且全功率变流器的控制策略完全相同；(3)根据有关技术标准的技术要求和现有工程的设计惯例，每一条集电线路(例如，第1至第n条集电线路)的额定容量不可超过30MW。
[0003]基于此可知，风电场现有的典型设计方案存在如下缺陷：(1)所有变流器都采用了相同的调制策略，IGBT开关频率偏高，导致变流器损耗的增加；(2)每一台全功率变流器的电网侧都带有相同的LC型滤波电路，虽然在谐波抑制方面起到了非常积极的作用，但导致了风电场总成本的增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术的示例性实施例旨在克服上述变流器损耗大且风电场总成本高的缺点。
[0005]根据本专利技术的示例性实施例，提供一种对风电场中的风电机组的变流器进行调控的方法，其特征在于，包括：获取并网点的实时电压和电流信号；获取风电场同一条集电线路上各风电机组的实时状态信息；基于获取的实时电压和电流信号以及实时状态信息，产生统一调控指令，其中，所述实时状态信息包括风电场同一条集电线路上正在运行的风电机组变流器及其三相桥臂的总数量、针对正在运行的风电机组变流器及其各三相桥臂动态分配的编号以及每台正在运行的风电机组的实时功率，其中，所述统一调控指令包括针对每台正在运行的风电机组变流器的调控指令，其中，所述调控指令包括针对变流器中的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值、载波比参考值以及调制波的特征量参考值。
[0006]可选地，产生统一调控指令的步骤可包括：基于所述实时电压和电流信号，计算并网点的电流谐波总含量；将计算出的电流谐波总含量与电流谐波总含量指标值进行比较；根据计算出的电流谐波总含量与电流谐波总含量指标值的差值以及每台正在运行的风电机组的实时功率，计算载波比参考值。
[0007]可选地，产生统一调控指令的步骤可包括：基于所述实时状态信息以及计算出的载波比参考值，计算针对每台正在运行的风电机组变流器的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值。
[0008]可选地，计算针对每台正在运行的风电机组变流器的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值的步骤可包括：
[0009]基于以下公式计算载波的移相角度参考值：
[0010][0011]其中，θ
i
为针对第i个三相桥臂的载波的移相角度参考值，m为风电场同一条集电线路上正在运行的风电机组变流器的总数量，n为所述集电线路上的一台变流器中的三相桥臂的数量，i为某一个正在运行的三相桥臂的编号，k
j
为针对第j台变流器的载波的载波比参考值，j为某一台正在运行的变流器的编号。
[0012]可选地，调制波的特征量可包括调制波的相位角和幅值，其中，产生统一调控指令的步骤可包括：基于所述实时电压和电流信号，计算并网点的电网相位角；基于计算出的电网相位角，确定调制波的相位角参考值；根据调制波的幅值指令值，确定调制波的幅值参考值。
[0013]可选地，产生统一调控指令的步骤可包括：基于所述实时电压和电流信号，计算并网点的特定次谐波含量；将计算出的特定次谐波含量与特定次谐波含量指令值进行比较；当计算出的特定次谐波含量与特定次谐波含量指令值的差值超出预定阈值时，基于计算出的特定次谐波含量与特定次谐波含量指令值的差值计算特定次谐波反向电流注入量参考值；将计算出的特定次谐波反向电流注入量参考值包括在所述统一调控指令中。
[0014]可选地，对风电场中的风电机组的变流器进行调控的方法还可包括：将针对每台正在运行的风电机组变流器的调控指令分别发送到相应变流器的变流器控制器；各变流器控制器基于接收到的调控指令对相应变流器中的每个三相桥臂进行调控。
[0015]可选地，发送调控指令的步骤可包括：通过高速光纤通信网络来发送调控指令。
[0016]可选地，基于调控指令进行调控的步骤可包括：针对每台正在运行的风电机组变流器的各三相桥臂执行以下操作：基于载波的移相角度参考值、载波比参考值和调制波的特征量参考值，确定各三相桥臂上IGBT调制所需的载波和调制波；基于确定的各三相桥臂上IGBT调制所需的载波和调制波，产生各三相桥臂上IGBT的触发脉冲序列；基于产生的各三相桥臂上IGBT的触发脉冲序列对各三相桥臂上IGBT进行调制。
[0017]可选地，基于调控指令进行调控的步骤可包括：当所述统一调控指令中包括特定次谐波反向电流注入量参考值时，由部分变流器基于特定次谐波反向电流注入量参考值向所述集电线路注入反向谐波电流。
[0018]可选地，所述部分变流器可为实时功率达到预定阈值的正在运行的风电机组中的变流器。
[0019]根据本专利技术的另一方面，提供一种对风电场中的风电机组的变流器进行调控的设备，其特征在于，包括：调控指令发生器，其中，调控指令发生器包括：信号获取模块，被配置为获取并网点的实时电压和电流信号；状态获取模块，被配置为获取风电场同一条集电线路上各风电机组的实时状态信息；调控指令产生模块，被配置为基于获取的实时电压和电流信号以及实时状态信息，产生统一调控指令，其中，所述实时状态信息包括风电场同一条集电线路上正在运行的风电机组变流器三相桥臂的总数量、针对正在运行的风电机组变流器及其各三相桥臂动态分配的编号以及每台正在运行的风电机组的实时功率，其中，所述统一调控指令包括针对每台正在运行的风电机组变流器的调控指令，其中，所述调控指令包括针对变流器中的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值、载波比参考值以及调制波的特征量参考值。
[0020]可选地，调控指令产生模块可被配置为：基于所述实时电压和电流信号，计算并网点的电流谐波总含量；将计算出的电流谐波总含量与电流谐波总含量指标值进行比较；根据计算出的电流谐波总含量与电流谐波总含量指标值的差值以及每台正在运行的风电机组的实时功率，计算载波比参考值。
[0021]可选地，调控指令产生模块可被配置为：基于所述实时状态信息以及计算出的载波比参考值，计算针对每台正在运行的风电机组变流器的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值。
[0022]可选地，调控指令产生模块可被配置为：基于以下公式计算载波的移相角度参考值：
[0023][0024]其中，θ
i
为针对第i个三相桥臂的载波的移相角度参考值，m为风电场同一条集电线路上正在运行的风电机组变流器的总数量，n为所述集电线路上的一台变流器中的三相桥臂的数量，i为某一个正在运行的三相桥臂的编号，k
j
为针对第j台变流器的载波的载波比参考值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对风电场中的风电机组的变流器进行调控的方法，其特征在于，包括：获取并网点的实时电压和电流信号；获取风电场同一条集电线路上各风电机组的实时状态信息；基于获取的实时电压和电流信号以及实时状态信息，产生统一调控指令，其中，所述实时状态信息包括风电场同一条集电线路上正在运行的风电机组变流器三相桥臂的总数量、针对正在运行的风电机组变流器及其各三相桥臂动态分配的编号以及每台正在运行的风电机组的实时功率，其中，所述统一调控指令包括针对每台正在运行的风电机组变流器的调控指令，其中，所述调控指令包括针对变流器中的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值、载波比参考值以及调制波的特征量参考值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生统一调控指令的步骤包括：基于所述实时电压和电流信号，计算并网点的电流谐波总含量；将计算出的电流谐波总含量与电流谐波总含量指标值进行比较；根据计算出的电流谐波总含量与电流谐波总含量指标值的差值以及每台正在运行的风电机组的实时功率，计算载波比参考值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，产生统一调控指令的步骤包括：基于所述实时状态信息以及计算出的载波比参考值，计算针对每台正在运行的风电机组变流器的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算针对每台正在运行的风电机组变流器的各三相桥臂调控所需的载波的移相角度参考值的步骤包括：基于以下公式计算载波的移相角度参考值：其中，θ
i
为针对第i个三相桥臂的载波的移相角度参考值，m为风电场同一条集电线路上正在运行的风电机组变流器的总数量，n为所述集电线路上的一台变流器中的三相桥臂的数量，i为某一个正在运行的三相桥臂的编号，k
j
为针对第j台变流器的载波的载波比参考值，j为某一台正在运行的变流器的编号。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调制波的特征量包括调制波的相位角和幅值，其中，产生统一调控指令的步骤包括：基于所述实时电压和电流信号，计算并网点的电网相位角；基于计算出的电网相位角，确定调制波的相位角参考值；根据调制波的幅值指令值，确定调制波的幅值参考值。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生统一调控指令的步骤包括：基于所述实时电压和电流信号，计算并网点的特定次谐波含量；将计算出的特定次谐波含量与特定次谐波含量指令值进行比较；当计算出的特定次谐波含量与特定次谐波含量指令值的差值超出预定阈值时，基于计算出的特定次谐波含量与特定次谐波含量指令值的差值计算特定次谐波反向电流注入量参考值；
将计算出的特定次谐波反向电流注入量参考值包括在所述统一调控指令中。7.如权利要求1-6中的任意一个权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：将针对每台正在运行的风电机组变流器的调控指令分别发送到相应变流器的变流器控制器；各变流器控制器基于接收到的调控指令对相应变流器中的每个三相桥臂进行调控。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，发送调控指令的步骤包括：通过高速光纤通信网络来发送调控指令。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于调控指令进行调控的步骤包括：针对每台正在运行的风电机组变流器的各三相桥臂执行以下操作：基于载波的移相角度参考值、载波比参考值和调制波的特征量参考值，确定各三相桥臂上IGBT调制所需的载波和调制波；基于确定的各三相桥臂上IGBT调制所需的载波和调制波，产生各三相桥臂上IGBT的触发脉冲序列；基于产生的各三相桥臂上IGBT的触发脉冲序列对各三相桥臂上IGBT进行调制。10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于调控指令进行调控的步骤包括：当所述统一调控指令中包括特定次谐波反向电流注入量参考值时，由部分变流器基于特定次谐波反向电流注入量参考值向所述集电线路注入反向谐波电流。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述部分变流器为实时功率达到预定阈值的正在运行的风电机组中的变流器。12.一种对风电场中的风电机组的变流器进行调控的设备，其特征在于，包括：调控指令发生器，其中，调控指令发生器包括：信号获取模块，被配置为获取并网点的实时电压和电流信号；状态获取模块，被配置为获取风电场同一条集电线路上各风电机组的实时状态信息；调控指令产生模块，被配置为基于获取的实时电压和电流信号以及实时状态信息，产生统一调控指令，其中，所述实时状态信息包括风电场...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋中川，艾斯卡尔，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：