[发明专利]基于改进风力发电机组下的无功协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种，特别涉及一种基于改进风力发电机组下的无功协调控制方法。

背景技术

传统双馈风电机组采用Crowbar（转子快速保护）技术保护，当电网发生三相短路故障时，电网电压骤降引发发电机转子侧过电流，此时Crowbar动作以保护转子侧变流器，转子侧变流器退出运行使双馈风机以传统的恒速异步发电机特性运行，成为一个消耗感性无功的负载，不能起到对电网电压的控制作用，且阻碍故障切除后电网电压的恢复。为了能够控制电网电压恢复，考虑在风电场并网点装设无功补偿装置STATCOM（静止同步补偿器），并研究其与双馈风机之间的无功协调控制策略，故障情况下由于Crowbar动作使转子侧变流器退出运行，此时只考虑网侧变流器与STATCOM进行协调控制为电网提供无功支持，帮助故障点在故障切除后实现电压恢复。

发明内容

本发明是针对双馈风电机组采用Crowbar保护，转子侧变流器退出运行时无法对电网电压进行控制的问题，提出了一种基于改进风力发电机组下的无功协调控制方法，使用直流斩波器（DC-Chopper）和串联动态制动电阻（series dynamic braking resistor, SDBR）代替Crowbar。在故障时能够控制直流母线电压，抑制转子侧过电流，起到保护直流侧电容和转子侧变流器的作用，转子侧变流器不退出运行，发电机定子侧在故障期间可以向电网提供无功支持，并在风电场并网点装设无功补偿装置STATCOM来协调无功功率，合理分配无功功率。

本发明的技术方案为：一种基于改进风力发电机组下的无功协调控制方法，具体包括如下步骤：

1）双馈风力发电系统直流侧加入直流斩波器DC-Chopper，在定子侧串入串联动态制动电阻SDBR，并且在SDBR上并联一短路开关，在风电场并网点装设无功补偿装置STATCOM；

2）双馈风力发电系统稳定时，短路开关处于接通状态，SDBR不接入系统；故障时将开关断开，SDBR接入系统；

3）所述双馈风力发电系统与无功补偿装置STATCOM之间的无功协调控制：

A：定义Q_{ref_total}为系统总的无功缺损值，Q_{max_GSC}为网侧变流器无功功率最大值，Q_{max_RSC}为转子侧变流器无功功率最大值，Q_{ref_GSC}、Q_{ref_RSC}、Q_{ref_STATCOM}分别为网侧变流器、转子侧变流器和STATCOM的无功功率参考值；

B：当Q_{ref_total}-Q_{max_GSC}0时，无功功率控制器控制仅网侧变流器发出无功，且Q_{ref_GSC} =Q_{ref_total}；

C：当 0                                                Q_{ref_total}- Q_{max_GSC}Q_{max_RSC}时，无功功率控制器控制网侧变流器发出的无功为Q_{ref_GSC} = Q_{max_GSC}，转子侧变流器发出的无功为Q_{ref_RSC} =Q_{ref_total} - Q_{ref_GSC}，此时转子侧变流器控制发电机定子侧发出的无功实际值考虑转子侧变流器电流最大值I_rmax对其的限制；