[发明专利]改善双馈风力发电机组并网性能的方法

说明书

技术领域：

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种改善双馈风力发电机组并网性能的方法。

背景技术：

随着风电的迅速发展，装机容量的逐渐增加，风电对电网的影响已不容忽视。国家电网一方面逐渐推出相应的标准及法令法规来提高风机并网的门槛，增强风机的电网适应性；另一方面开始要求风电场对电网提供相应的支撑和支持，帮助电网恢复。2012年陆续推出的GB/T19963-2011“风电场接入电力系统技术规定”、国家电网公司企业标准Q/GDW“风电场无功配置及电压控制技术规定”以及中华人民共和国能源行业标准NB/T“风力发电场无功配置及电压控制技术规定”等均对风电场及风力发电机组并网提出了具体的要求。其中国家电网企业标准及中华人民共和国能源行业标准对高/低电压作出了具体规定。

低电压穿越问题，各个风机制造商已逐渐掌握了该技术。然而高电压穿越对风机元器件要求较高，对风力发电机组各个部件的散热能力及耐绝缘要求较高，对于已完成装机的风电场来讲，改造难度大，改造价格昂贵，且目前没有风机生产厂家能够较好的解决该问题。但高电压问题已不容忽视，当风电场无功补偿装置不能够及时切除时，必然会造成风电场风机电压升高。当电压超过风机正常运行电压最大值时，风力发电机组会因电压过高而脱网，这就导致大面积风机脱网，引起电网的波动甚至导致电网崩溃。

另外，随着中国风机装机容量的逐渐增加，而中国风资源又有限，风机并网已进入发展的瓶颈状态。为了解决该瓶颈问题，分散式并网应运而生。然而分布式、分散式并网因存在“翘尾”等效应，导致目前风力发电机组的电网适应性无法满足要求。

综上所述，提高风力发电机组的电网适应性能力，已成为制造商亟待解决的问题。

在现有的风机产品中，双馈式风力发电机组仍为主流产品，因此，首先解决好双馈式风力发电机组的电网适应性，对于风电事业的发展具有重大意义。

发明内容：

本发明的目的，是提供一种改善双馈风力发电机组并网性能的方法，以满足国家电网对双馈风力发电机组并网的要求，该方法包括如下技术措施：

一种改善双馈风力发电机组并网性能的方法，包括如下技术措施：

1）.实施恒无功功率控制策略，当风力发电机上网点电压降低/升高时，对电网提供无功功率支撑，发出/吸收无功电流，帮助风力发电机电压恢复；所述恒无功功率控制策略的具体步骤是，首先判断风力发电机组实际发出的无功量Q_x，然后根据中控室的无功给定指令值Q，求出风力发电机组需补偿的无功量△Q，即△Q=Q-Q_x；根据当前电压值求出需提供支撑的无功电流值I_Q，控制无功电流流入/流出风机，从而实现了恒无功控制策略；

相应的配套技术措施是，在全运行范围内双馈发电机采用具有特殊降温结构的异步发电机；以解决风力发电机按行标发送无功功率、发电机运行在低转速状态时，因发电机温升过高而停机的问题；

2）.实施恒电压控制策略，确保风机出口电压稳定在允许运行的范围之内，所述恒电压控制策略的具体步骤是，根据风力发电机组允许运行的最大电压U_max以及正常运行的最小电压U_min，确定风力发电机组的对应参考电压U_maxref以及U_minref，风机电能监测模块以及变频器的电压监测模块监测风机出口电压U_w，当风力发电机出口电压U_w大于或者小于风机正常运行范围时，求出偏差电压U_dev，U_dev=U_w-U_maxref或者U_dev=U_minref-U_w；控制异步双馈发电机定子最大能力地发/收无功电流I_Q，当U_dev=0（或｜U_dev｜＜2.5%U_n）时停止发/收无功电流；如果异步双馈发电机定子最大能力发/收的无功电流仍然不能消除电压误差时，控制网侧变频器GSC，使之提供部分无功电流，确保风机出口电压稳定在允许运行的范围之内；

相应的配套技术措施是：

短时恒压动态调节控制时，网侧变频器GSC选用大功率变频器、发电机选用大容量的发电机，以增强其发/收无功电流的能力；升压变压器选用高阻抗电压的有载可调变压器，使风机出口电压稳定在允许运行的范围之内；