[发明专利]直驱永磁同步风力发电机组启动并网控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种直驱永磁同步风力发电机组启动并网控制装置的并网控制方法，其中直驱永磁同步风力发电机组启动并网控制装置包括变流器网侧模块、变流器机侧模块、风机控制器、变流器控制器、风力发电机、并网主开关、机侧开关、转速传感器、电压传感器、直流电容，风力发电机、机侧开关、变流器机侧模块、直流电容、变流器网侧模块、并网主开关、电网依次串接，风力发电机上、直流电容两端、电网侧均设有电压传感器，分别用于检测风力发电机电压、直流电容电压和电网电压，电压传感器的信号输出端与变流器控制器相连，转速传感器安装在风力发电机上，转速传感器的信号输出端与风机控制器的输入端相连，风机控制器的输出端与变流器控制器的输入端相连，变流器控制器的输出端分别与机侧开关的控制端、变流器机侧模块、变流器网侧模块、并网主开关的控制端相连；所述变流器机侧模块为PWM可控整流型；

并网控制方法包括以下步骤：

（1）风电机组启动，风机控制器发出启动风机命令，风机偏航变桨系统启动，变流器控制器控制机侧开关合闸，风力发电机进入恒转速控制模式；

（2）转速传感器实时对风力发电机的转速进行检测并反馈给风机控制器，风机控制器对转速传感器的反馈值进行检测，并判断风力发电机转速是否大于或等于设定转速，若是，则通过叶片的变桨控制保持风力发电机转速在设定转速下稳定运行，同时风机控制器给出变流器直流电容充电指令；若不是，则继续进行速度检测；

（3）变流器控制器接收风机控制器给出的指令后，控制变流器机侧模块进入不可控整流模式充电，充电过程中实时检测直流电容电压和风力发电机电压值，并进行电压判断，当检测到直流电容电压值小于发电机电压值*1.14时，继续等待直流电容充电，当直流电容电压大于或等于发电机电压值*1.14时，继续充电，充电模式由不可控整流充电进入PWM整流充电；

（4）继续充电，检测电网电压并计算参考直流电压，参考直流电压=电网电压值*1.2，进行电压判断，当直流电容电压值小于参考直流电压值时，继续等待直流电容充电；当直流电容电压值大于或等于参考直流电压值时，充电完成，此时变流器控制器取消变流器机侧模块PWM整流充电命令，充电停止，同时给并网主开关合闸指令，主开关合闸，网侧进入同步调制状态；

（5）网侧同步后，风机控制器转换风力发电机的控制模式，由恒转速控制模式进入转矩控制模式，变桨系统继续进行变桨动作，风力发电机转速上升；

（6）风力发电机转速达到预设转速时，风机控制器给变流器控制器发电指令，变流器机侧模块接收控制指令，进入调制发电状态。

2.根据权利要求1所述的并网控制方法，其特征在于：所述步骤（1）中，风电机组启动前，还包括风机状态监测步骤，风机控制器检查风力发电机的状态信号，判断风力发电机正常无故障后，即满足启动条件，进入风电机组启动步骤。