[发明专利]电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电系统无功功率综合优化技术，具体涉及一种电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法。

背景技术

风电场并网点电压跌落时，风电场低电压穿越能力指标要求风电机组在不脱网安全运行的同时需向并网点提供无功支撑以恢复其电压。传统的控制方法采用不同的电容器组和静态功率转换装置(例如SVC装置，TSC装置，静止同步补偿器)，或者利用电机自身的无功补偿特性(例如双馈型感应电机)来实现无功补偿，但是上述方式所能提供的无功功率有限，且成本高；采用在直流侧增加卸荷电路只适用于短时的电压跌落不能满足在电网电压跌落深度较大持续时间较长时的低电压穿越要求；增加网侧附加无功补偿控制装置响应速度慢难以满足在深度跌落时电网运行要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种电网电压跌落故障下可采用网侧逆变器静止无功补偿模式和静止同步补偿器共同提供无功补偿，能够稳定并网公共连接点电压、增强风力发电系统低电压穿越能力、响应速度快的电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法，步骤包括：

1)实时读取电网电压实时监控设备提供的电网电压数据；

2)判断风电机组自身是否有无功电流需求，如果有无功电流需求则跳转执行步骤3)，否则跳转执行步骤1)；

3)通过静止同步补偿器为电网系统提供无功补偿；

4)计算电网电压U_pcc与预设的参考电压U_pccref之间的电压偏差值ΔU，判断电压偏差值ΔU大于第一预设阈值U_ref1是否成立，如果成立则启动网侧变流器的静态无功补偿模式，使得网侧变流器和静止同步补偿器同步为电网系统提供无功补偿。

优选地，所述步骤3)的详细步骤包括：

3.1)判断电压偏差值ΔU小于第二预设阈值U_ref2是否成立，如果成立，则跳转执行步骤3.2)，否则跳转执行步骤3.3)；

3.2)通过静止同步补偿器为电网系统提供轻度无功补偿，退出；

3.3)通过静止同步补偿器为电网系统提供重度无功补偿。

优选地，所述步骤3.2)通过静止同步补偿器为电网系统提供轻度无功补偿的步骤包括：

3.2.1)将风力发电机并网点后的电网线电流i_a、i_b、i_c经过坐标变换由三相变为旋转坐标系下的两相值，得到旋转坐标系下的电网线电流α轴分量i_gα、电网线电流β轴分量i_gβ；将风力发电机并网点后的电网线电压U_a、U_b、U_c经过坐标变换由三相变为旋转坐标系下的两相值，得到旋转坐标系下的电网线电压α轴分量e_gα、电网线电压β轴分量e_gβ；将旋转坐标系下的电网线电压α轴分量e_gα、电网线电压β轴分量e_gβ；通过滤波器进行正负序分解得到旋转坐标系下的负序电网电压α轴分量和负序电网电压β轴分量根据旋转坐标系下的电网线电流α轴分量i_gα、电网线电流β轴分量i_gβ电网线电压α轴分量e_gα、电网线电压β轴分量e_gβ、负序电网电压α轴分量和负序电网电压β轴分量计算有功功率参考值P_garef、电网无功功率Q_g和电网有功功率P_g；将有功功率参考值P_garef和电网有功功率P_g之间的差值进行PI调节，得到q轴电压参考值v_gq；

3.2.2)将电压偏差值ΔU通过设定的非线性目标值K进行放大，将放大后的电压偏差值进行PI调节，得到无功功率参考值Q_gref；将无功功率参考值Q_gref和电网无功功率Q_g之间的差值进行PI调节，得到d轴电压参考值v_gd；