[发明专利]风电变流器网侧有功功率控制方法及系统

说明书

本发明涉及风电变流器网侧有功功率控制方法及系统。该方法包括：基于风机并网处的网侧电压和电流来确定机组的实际净上网有功功率P；基于给定发电机有功功率和功率损耗计算值来计算机组的理想净上网有功功率P’；基于功率差值来确定交轴电流调节值，功率差值是所述实际净上网有功功率P与所述理想净上网有功功率P’的绝对值的差值；基于给定的发电机的转矩来确定发电机的交轴电流参考值I_{q_ref}；并且基于所述交轴电流调节值和所述交轴电流参考值I_{q_ref}的和来调节风电变流器网侧的有功功率。本发明采用基于风机并网点有功功率进行闭环控制的策略，使得风电机组净上网功率控制精度提升的情况下，降低制造成本。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种风电变流器网侧有功功率控制方法及系统。

背景技术

永磁直驱机组全球风电产业中占有重要地位，由于其技术成熟与整机可靠性高等优点而成为各大风电厂商的核心产品。对于风电电网而言，随着负载的变动，电机的速度也将有所变动，为此，引入了发电机功率闭环控制。不同于不包括输出检测这个步骤的开环控制，发电机功率闭环控制(closed-loop control)，是指在永磁直驱风力机组控制中给定发电机功率后，检测当前实时发电机功率，使得发电机功率跟随给定发电机功率的控制方式。

在永磁直驱风电机组中，风电全功率变流器作为能量转换器件，为提高发电机功率的控制精度，其机侧逆变器一般采用发电机功率闭环控制策略。发电机功率控制精度取决于功率检测的精度，即取决于机侧逆变器电压和电流传感器检测的精度。

如果机侧逆变器采用低精度传感器，则发电机功率控制精度较低，发电机满发功率一致性较差，发电效率低，发电机功率控制精度变差。而如果机侧逆变器采用高精度传感器，需要增加成本数万元，经济效益较差。上述情况都可能导致发电机出力不足或超发等问题，影响了机组的发电效率。

因此，迫切需要保证控制精确度，同时控制传感器成本的风电变流器网侧有功功率控制方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种风电变流器网侧有功功率控制方法及系统，能保证控制精确度，同时降低成本。

根据本发明的一个方面，提供了一种风电变流器网侧有功功率控制方法，方法包括：基于风机并网处的网侧电压和电流，确定风电机组的实际净上网有功功率P；基于给定发电机有功功率和功率损耗计算值计算机组的理想净上网有功功率P’；基于所述实际净上网有功功率P与所述理想净上网有功功率P’的绝对值的差值，确定交轴电流调节值；基于给定的发电机的转矩，确定发电机的交轴电流参考值I_{q_ref}；并且基于所述交轴电流调节值和所述交轴电流参考值I_{q_ref}的和，调节风电变流器网侧的有功功率。

根据本发明的另一方面，提供了一种风电变流器网侧有功功率控制系统，包括：第一计算模块，被配置为基于风机并网处的网侧电压和网侧电流来确定机组的实际净上网有功功率P；第二计算模块，被配置为基于给定发电机有功功率和功率损耗计算值，计算风电机组的理想净上网有功功率P’；电流调节值确定模块，被配置为基于所述实际净上网有功功率P与所述理想净上网有功功率P’的绝对值差值，确定交轴电流调节值；电流参考值确定模块，被配置为基于给定的发电机的转矩来确定所述发电机的交轴电流参考值I_{q_ref}；以及控制模块，被配置为基于交轴电流调节值和所述交轴电流参考值I_{q_ref}的和，调节风电变流器网侧的有功功率。

本发明提供的实施例通过在风机并网点安装高精度电流、电压传感器，计算获取高精度风机并网点有功功率，使得机侧逆变器可以安装较低精度的传感器，并采用基于风机并网点有功功率进行闭环控制的策略，使得风电机组净上网功率控制精度提升的情况下，降低制造成本。