基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法技术

本发明专利技术公开了基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限支撑方法，包括：步骤1：在检测到系统发生短路故障时，获取定子电压的跌落深度；步骤2：检测故障后的风机运行状况，利用风机参数确定无功电流比例系数；步骤3：根据所述无功电流比例系数和电压跌落深度，确定无功功率给定值。本发明专利技术提出了一种自适应无功支撑控制方法，代替并网标准中的固定控制系数，使双馈机组能根据运行状况最大限度提供无功支撑，开发风机的无功潜力，从而拓宽机组故障可穿越范围。穿越范围。穿越范围。

【技术实现步骤摘要】
基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法


[0001]本专利技术涉及双馈风机故障穿越领域，特别是涉及基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法。

技术介绍

[0002]双馈风力发电机具有变速运行能力，风能转换率高，且具有有功、无功独立解耦控制能力，换流器成本低等优点。然而，DFIG定子侧直接与电网相连，电网发生故障时，会导致风机脱网。并网标准中规定电压跌落期间，风机机组需要向电网提供无功支撑电压恢复。目前，故障穿越中的电压支撑利用转子侧变流器无功调节能力或者无功补偿设备，在故障期间支撑电压恢复。但增设无功补偿装置不仅会加大设备成本，而且需要与风机完成协调配合。传统的无功支撑通常设定固定的无功电流比例系数，难以适应故障后的各种运行工况。因此，急需基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，用于根据风机的参数和运行工况来确定无功电流比例系数。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，通过推导无功电流极限，并根据此极限、运行工况和风机参数计算无功电流比例系数，代替并网标准中的固定控制系数，从而使得双馈机组能根据运行状况最大限度提供无功支撑，开发了机组的无功潜力，拓宽了机组故障可穿越范围。
[0004]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，包括以下步骤：
[0005]基于双馈风机，构建并网系统，控制并网系统发生短路故障，并获取定子电压的跌落深度；
[0006]基于双馈风机在短路故障后的风机运行状况，依据双馈风机的风机参数，确定无功电流比例系数；
[0007]基于跌落深度和无功电流比例系数，获取无功功率给定值，对双馈风机进行控制。
[0008]优选地，在获取跌落深度的过程中，当并网系统发生短路故障时，控制双馈风机向并网系统提供动态无功支撑；
[0009]通过获取双馈风机的无功电流、额定电流、无功电流比例系数，计算跌落深度。
[0010]优选地，在计算跌落深度的过程中，无功电流表示为：
[0011]I
T
≥K
p
(0.9
‑
U
T
)I
N
(0.2≤U
T
≤0.9)
[0012]其中，U
T
为电压跌落深度，I
N
为额定电流，K
p
为无功电流比例系数。
[0013]优选地，在确定无功电流比例系数的过程中，根据定转子互感、定子自感、定子输出有功功率和有功功率、电压跌落深度，确定无功电流比例系数。
[0014]优选地，在获取无功电流比例系数的过程中，无功电流比例系数表示为：
[0015][0016]其中，k
smax
为无功电流比例最大系数，I
rmax
为转子电流最大值，P
s
为有功功率，L
m
为定转子互感，L
s
为定子绕组自感，ω
e
为电网角频率，Δu为电压跌落深度。
[0017]优选地，在控制双馈风机向并网系统提供动态无功支撑的过程中，基于双馈风机的定、转子互感及有功、电压跌落幅值，根据无功电流比例系数，在不过流的前提下实现最大限度无功支撑。
[0018]优选地，在实现最大限度无功支撑的过程中，依据RSC容量，获取定子侧无功电流的最大值，表示为：
[0019][0020]优选地，在获取定子侧无功电流的最大值的过程中，根据RSC容量，获取电流限制，用于作为定子侧无功电流的最大值的限制条件，其中，限制条件为：
[0021][0022]优选地，在获取电流限制的过程中，构建双馈风机的磁链方程，获取转子电流，并依据获取的转子电流，生成电流限制，其中，磁链方程表示为：
[0023][0024]转子电流表示为：
[0025][0026]电流限制表示为：
[0027][0028]优选地，在获取无功功率给定值的过程中，无功功率给定值表示为：
[0029][0030]本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术公开了的双馈风机自适应无功极限控制方法，在检测到风机并网点的母线电压发生变化时，获取定子电压的跌落深度；检测故障后的风机运行状况，利用本专利技术推导的公式确定无功电流比例系数；根据所述无功电流比例系数和电压跌落深度，确定无功功率给定值。本专利技术可以根据故障后双馈风机的运行状况，利用自适应无功电流比例系数开
发风机的无功潜力，从而拓宽了机组故障可穿越范围。
附图说明
[0032]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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本专利技术实施例所述的双馈风机自适应无功极限控制方法的流程图；
[0034]图2是本专利技术实施例所述的双馈风电场的并网结构图；
[0035]图3是本专利技术所述的双馈风机自适应无功极限控制控制框图；
具体实施方式
[0036]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0037]如图1
‑
3所示，本专利技术提供了基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，包括以下步骤：
[0038]基于双馈风机，构建并网系统，控制并网系统发生短路故障，并获取定子电压的跌落深度；
[0039]基于双馈风机在短路故障后的风机运行状况，依据双馈风机的风机参数，确定无功电流比例系数；
[0040]基于跌落深度和无功电流比例系数，获取无功功率给定值，对双馈风机进行控制。
[0041]进一步优选地，在获取跌落深度的过程中，当并网系统发生短路故障时，本专利技术控制双馈风机向并网系统提供动态无功支撑；
[0042]通过获取双馈风机的无功电流、额定电流、无功电流比例系数，计算跌落深度。
[0043]进一步优选地，在计算跌落深度的过程中，本专利技术提到的无功电流表示为：
[0044]I
T
≥K
p
(0.9
‑
U
T
)I
N
(0.2≤U
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，其特征在于，包括以下步骤：基于双馈风机，构建并网系统，控制所述并网系统发生短路故障，并获取定子电压的跌落深度；基于所述双馈风机在短路故障后的风机运行状况，依据所述双馈风机的风机参数，确定无功电流比例系数；基于所述跌落深度和所述无功电流比例系数，获取无功功率给定值，对所述双馈风机进行控制。2.根据权利要求1所述基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，其特征在于：在获取跌落深度的过程中，当所述并网系统发生短路故障时，控制所述双馈风机向所述并网系统提供动态无功支撑；通过获取所述双馈风机的无功电流、额定电流、无功电流比例系数，计算所述跌落深度。3.根据权利要求2所述基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，其特征在于：在计算跌落深度的过程中，所述无功电流表示为：I
T
≥K
p
(0.9
‑
U
T
)I
N
(0.2≤U
T
≤0.9)其中，U
T
为电压跌落深度，I
N
为额定电流，K
p
为无功电流比例系数。4.根据权利要求3所述基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，其特征在于：在确定无功电流比例系数的过程中，根据定转子互感、定子自感、定子输出有功功率和有功功率、电压跌落深度，确定所述无功电流比例系数。5.根据权利要求4所述基于电压跌落深度的双馈风机自适应无功极限控制方法，其特征在于：在获取所述无功电流比例系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥宇，王佳宁，付媛，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：