一种双馈风力发电系统及其运行控制方法技术方案

本申请提供了一种双馈风力发电系统及其运行控制方法，该方法在判断出双馈风力发电机在预设低转差范围内运行且进入预设低转差范围内运行的已运行时间大于预设转矩扰动控制的触发时间之后，对双馈风力发电系统执行预设转矩扰动控制，以使双馈风力发电机脱离预设低转差范围运行，由于该预设低转差范围是根据双馈变流器中的IGBT厂家给定的低转差值得到的，预设转矩扰动控制的触发时间是根据IGBT厂家给出的仿真软件以及双馈风力发电机的T

【技术实现步骤摘要】
一种双馈风力发电系统及其运行控制方法


[0001]本专利技术涉及控制技术
，具体涉及一种双馈风力发电系统及其运行控制方法。

技术介绍

[0002]随着国家“碳达峰、碳中和”战略规划的提出，风电产业进入高速发展的快车道。受限于电力输送能力，我国风资源较为丰富的三北地区无法将电能及时送达电力需求较大的东南及中部地区。由于地理因素，我国东南及中部地区大多数位于低风速区域，因此，低速大功率的双馈风力发电机受到了国内主流厂家的青睐。
[0003]相较于常规机型，低速大功率的双馈风力发电机的T(转矩)
‑
n(转速)曲线往往在同步转速点附近需要发出较大的功率，且可能长时间在同步转速点运行，使得该双馈风力发电机的T
‑
n曲线不为常见的单调递增曲线。
[0004]双馈风力发电机在同步转速点运行时，双馈风力发电系统的转子侧功率模组基波频率为转差频率，该频率往往较低。双馈变流器在低转差工况下会存在IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)结温波动大及长时间单方向导通的问题，影响相关器件的使用寿命。

技术实现思路

[0005]对此，本申请提供一种双馈风力发电系统及其运行控制方法，以解决双馈变流器在低转差工况下因IGBT结温波动大及长时间单方向导通，导致的相关器件使用寿命短的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面公开了一种双馈风力发电系统的运行控制方法，包括：
[0008]判断所述双馈风力发电系统中的双馈风力发电机是否在预设低转差范围内运行；
[0009]若所述双馈风力发电机在所述预设低转差范围内运行，则判断所述双馈风力发电机进入所述预设低转差范围内运行的已运行时间是否大于预设转矩扰动控制的触发时间；
[0010]若所述双馈风力发电机进入所述预设低转差范围内运行的已运行时间大于预设转矩扰动控制触发时间，则对所述双馈风力发电系统执行所述预设转矩扰动控制，以使所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围运行。
[0011]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，判断所述双馈风力发电系统中的双馈风力发电机是否在预设低转差范围内运行，包括：
[0012]确定出所述双馈风力发电机的当前转差；
[0013]判断所述当前转差是否落入所述预设低转差范围；
[0014]若判断出所述当前转差落入所述预设低转差范围，则判定所述双馈风力发电机在所述预设低转差范围内运行；
[0015]若判断出所述当前转差未落入所述预设低转差范围，则判定所述双馈风力发电机
不在所述预设低转差范围内运行。
[0016]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，若所述预设转矩扰动控制为电磁转矩斜坡扰动控制，则对所述双馈风力发电系统执行所述预设转矩扰动控制，包括：
[0017]确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围运行所需的目标斜坡电磁转矩；
[0018]将所述目标斜坡电磁转矩下发至所述双馈风力发电系统中的双馈变流器，以使所述双馈变流器根据所述目标斜坡电磁转矩执行相应的转子电流控制。
[0019]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围运行所需的目标斜坡电磁转矩，包括：
[0020]确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围需要注入的斜坡扰动量；
[0021]根据所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围所采用的运行工况和所述斜坡扰动量进行计算，得到所述目标斜坡电磁转矩；
[0022]其中，若所采用的运行工况为超同步，则将所述双馈风力发电机的当前负载转矩减去所述斜坡扰动量，得到所述目标斜坡电磁转矩；
[0023]若所采用的运行工况为次同步，则将所述双馈风力发电机的当前负载转矩加上所述斜坡扰动量，得到所述目标斜坡电磁转矩。
[0024]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围需要注入的斜坡扰动量，包括：
[0025]分别确定出所述斜坡扰动量的作用时间和比例系数；
[0026]利用所述作用时间和比例系数进行计算，得到所述斜坡扰动量。
[0027]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，确定出所述斜坡扰动量的作用时间所采用的公式为：t＝T1‑
T0；
[0028]其中，t为斜坡扰动量的作用时间，T1为允许双馈风力发电机在预设低转差范围内运行的时间，T0为双馈风力发电机进入预设低转差范围内运行的已运行时间。
[0029]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，确定出所述斜坡扰动量的比例系数，包括：
[0030]基于转矩计算公式和所述目标电磁转矩的给定公式，得到比例系数计算公式；
[0031]利用所述比例系数计算公式进行计算，得到所述斜坡扰动量的比例系数。
[0032]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，在将所述目标斜坡电磁转矩下发至所述双馈变流器，以使所述双馈变流器根据所述目标斜坡电磁转矩执行相应的转子电流控制之后，还包括：
[0033]实时获取所述双馈风力发电机的当前转速；
[0034]基于所述双馈风力发电机的当前运行工况，判断所述双馈风力发电机的当前转速与脱离所述预设低转差范围对应的目标转速的关系是否满足预设滞环偏差量条件；
[0035]若判断结果为是，则切出所述电磁转矩斜坡扰动控制。
[0036]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，若所述双馈风力发电机的惯量满足预设要求，则所述预设转矩扰动控制为电磁转矩周期性低频扰动控制；对所述双馈风力发电系统执行所述预设转矩扰动控制，包括：
[0037]确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围对应的目标低频电磁转矩；
[0038]将所述目标低频电磁转矩下发至所述双馈变流器，以使所述双馈变流器根据所述目标电磁转矩执行相应的转子电流控制。
[0039]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，若所述预设转矩扰动控制为负载转矩扰动控制，则对所述双馈风力发电系统执行所述预设转矩扰动控制，包括：
[0040]确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围运行对应的目标负载转矩；
[0041]将所述目标负载转矩上传至所述双馈风力发电机，以使所述双馈风力发电机根据所述目标负载转矩调节叶片角度。
[0042]可选地，上述的双馈风力发电系统的运行控制方法中，在判断所述双馈风力发电系统中的双馈风力发电机是否在预设低转差范围内运行之后，若判断出所述双馈风力发电机在所述预设低转差范围内运行，则还包括：
[0043]判断所述双馈风力发电机进入所述预设低转差范围内运行的已运行时间是否大于预警保护值；
[0044]若判断结果为是，则控制所述双本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双馈风力发电系统的运行控制方法，其特征在于，包括：判断所述双馈风力发电系统中的双馈风力发电机是否在预设低转差范围内运行；若所述双馈风力发电机在所述预设低转差范围内运行，则判断所述双馈风力发电机进入所述预设低转差范围内运行的已运行时间是否大于预设转矩扰动控制的触发时间；若所述双馈风力发电机进入所述预设低转差范围内运行的已运行时间大于预设转矩扰动控制触发时间，则对所述双馈风力发电系统执行所述预设转矩扰动控制，以使所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围运行。2.根据权利要求1所述的双馈风力发电系统的运行控制方法，其特征在于，判断所述双馈风力发电系统中的双馈风力发电机是否在预设低转差范围内运行，包括：确定出所述双馈风力发电机的当前转差；判断所述当前转差是否落入所述预设低转差范围；若判断出所述当前转差落入所述预设低转差范围，则判定所述双馈风力发电机在所述预设低转差范围内运行；若判断出所述当前转差未落入所述预设低转差范围，则判定所述双馈风力发电机不在所述预设低转差范围内运行。3.根据权利要求1所述的双馈风力发电系统的运行控制方法，其特征在于，若所述预设转矩扰动控制为电磁转矩斜坡扰动控制，则对所述双馈风力发电系统执行所述预设转矩扰动控制，包括：确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围运行所需的目标斜坡电磁转矩；将所述目标斜坡电磁转矩下发至所述双馈风力发电系统中的双馈变流器，以使所述双馈变流器根据所述目标斜坡电磁转矩执行相应的转子电流控制。4.根据权利要求3所述的双馈风力发电系统的运行控制方法，其特征在于，确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围运行所需的目标斜坡电磁转矩，包括：确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围需要注入的斜坡扰动量；根据所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围所采用的运行工况和所述斜坡扰动量进行计算，得到所述目标斜坡电磁转矩；其中，若所采用的运行工况为超同步，则将所述双馈风力发电机的当前负载转矩减去所述斜坡扰动量，得到所述目标斜坡电磁转矩；若所采用的运行工况为次同步，则将所述双馈风力发电机的当前负载转矩加上所述斜坡扰动量，得到所述目标斜坡电磁转矩。5.根据权利要求4所述的双馈风力发电系统的运行控制方法，其特征在于，确定出所述双馈风力发电机脱离所述预设低转差范围需要注入的斜坡扰动量，包括：分别确定出所述斜坡扰动量的作用时间和比例系数；利用所述作用时间和比例系数进行计算，得到所述斜坡扰动量。6.根据权利要求5所述的双馈风力发电系统的运行控制方法，其特征在于，确定出所述斜坡扰动量的作用时间所采用的公式为：t＝T1‑
T0；其中，t为斜坡扰动量的作用时间，T1为允许双...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟伟，杨辉，汪令祥，陈小刚，杨春源，孟祥志，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：