[发明专利]一种基于无功控制的PMSG低电压穿越系统

说明书

本发明提供了一种基于无功控制的PMSG低电压穿越系统，包括：与电网连接的逆变器、能持续调节的静止同步无功补偿器、以及PMSG系统；其中静止同步无功补偿器连接至PMSG系统并网口高压端；而且其中静止同步无功补偿器与逆变器协同操作以执行联合控制，使得当电网电压在预定正常范围波动时，静止同步无功补偿器用于稳定并网口电压；当电网故障造成并网口电压跌落从而使得电网电压不处于预定正常范围时，使得逆变器运行在静止无功补偿模式，并且逆变器联合静止同步无功补偿器一起向电网输出无功功率。

技术领域

本发明涉及大规模风电并网技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于无功控制的PMSG(Permanent Manet Synchronous Generators，永磁直驱同步发电机)低电压穿越系统。

背景技术

目前针对不平衡电网电压下永磁直驱风电系统的低电压穿越控制，采用的主要是通过获取正负序电压的相位得到正负序的电压电流值，并计算并网电抗器的有功功率消耗直流分量、余弦分量、正弦分量，通过计算逆变器输出有功功率和无功功率直流分量的参考值计算逆变器输出电流的正负序分量。

但是，由于电网电压不对称故障或不平衡造成的电压跌落，会导致风电机脱网的问题。现有技术提出了解决由于电网电压不对称故障或不平衡造成的电压跌落，导致风电机脱网的问题的技术方案。但是，当电网深度跌落时，现有技术无法继续保证风电机并网运行的状态，风力发电机只能够脱网运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够针对不平衡电网电压下的永磁直驱风电系统的低电压穿越，解决由于电网电压不对称故障或不平衡造成的电压跌落，导致风电机脱网的问题；而且，当电网深度跌落时，能够继续保证风电机并网运行的状态。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种基于无功控制的PMSG低电压穿越系统，包括：与电网连接的逆变器、能持续调节的静止同步无功补偿器、以及PMSG系统；其中静止同步无功补偿器连接至PMSG系统并网口高压端，而且逆变器连接至PMSG系统；而且其中静止同步无功补偿器与逆变器协同操作以执行联合控制，使得当电网电压在预定正常范围波动时，静止同步无功补偿器用于稳定并网口电压；当电网故障造成并网口电压跌落从而使得电网电压不处于预定正常范围时，使得逆变器运行在静止无功补偿模式，并且逆变器联合静止同步无功补偿器一起向电网输出无功功率。

优选地，逆变器依次通过直流母线和机侧整流器连接至PMSG系统并网口高压端。

优选地，所述预定正常范围是可调节的。

优选地，所述预定正常范围可根据电网电压的使用情况进行调节。

优选地，所述逆变器采用双闭环控制结构。

优选地，在所述逆变器的双闭环控制结构中，内环为电网电流控制环，外环为发电机转速控制环。

优选地，所述静止同步无功补偿器采用双闭环控制结构。

优选地，在所述静止同步无功补偿器的双闭环控制结构中，外环为电压控制环，内环为电流控制环。

本发明采取改进型的功率控制方法，在系统并网口高压端接入能持续调节并响应速度快的静止同步无功补偿器(STATCOM)。采取静止同步无功补偿器与逆变器相联合的控制，当电网电压在正常范围波动，静止同步无功补偿器能快速稳定并网点电压，减少系统向电网输出谐波；当电网故障造成并网点电压跌落比较严重时，逆变器运行在静止无功补偿模式，联合静止同步无功补偿器一起向电网输出无功功率，提高和稳定并网点电压，最终提高低电压穿越能力。

由此，本发明采用并网口高压端加装静止同步无功补偿器，通过静止无功补偿器与网侧逆变器的协调控制，以提高风电系统的无功补偿能力，提高了永磁直驱风电机系统的低电压穿越能力。

附图说明