[发明专利]一种含有新能源并网的电压跌落控制方法

说明书

本发明提供了一种含有新能源并网的电压跌落控制方法，包括：采集电网电压和电网电流数据；判断电压是否发生跌落，若是，则控制系统工作在电压跌落模式：i抽油机井电机变频器切换到电压跌落模式‑储能供电；ii风电机组切换到电压跌落控制模式‑无功支撑，补偿无功为Q1；iii储能系统切换到电压控制模式‑无功支撑和有功支撑；由储能变换器根据风电变流器补偿后的电压情况，运行在无功补偿模式补偿无功为Q2；当电网电压恢复后，实现控制器参数切换，控制系统工作在多能互补模式。本发明一方面可以满足电网侧对风电机组低电压穿越的要求，另一方面也可以满足对抽油机井电机负荷可靠供电的要求，进一步提高了系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及油田中应用新能源发电技术领域，具体涉及一种含有新能源并网的电压跌落控制方法。

背景技术

油田供电系统中，针对抽油机井的供电主要是以驱动变频主电机为主。一方面，在远距离的抽油机井所在地，传统电网容量有限，对电压扰动抵抗能力不足，容易造成频繁停车；另一方面，如何在油气生产中降低能耗，增加收益日趋重要。目前降低能耗最优先的方法之一就是通过自发电的形式，广泛采用风电、储能等新能源发电形式，利用峰谷电价和售电等手段降生产过程的成本。

风力发电作为目前主要的新能源发电形式之一已经得到了广泛的应用，然而由于风力发电的功率波动特性，使其在可靠供电的场合尚不能与火电机组相比，但是如果将风力发电和储能结合应用，可实现技术的优势互补。风力发电机可以实现单机大功率，储能可以实现电能质量的改善，同时在电网电压跌落期间实现供电和支撑电网电压恢复。该项技术已经逐步得到推广和示范，而如何将其成功的应用到油田供电系统中具有重要的意义。

电压跌落的控制方法是解决风电等新能源在油田供电系统中应用的关键技术之一。现有技术中的电压跌落控制方法主要集中在增加无功补偿器和提高电网容量等几方面，没有充分利用现有设备，因而导致最后的控制效果不尽人意，而且控制成本也较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种含有新能源并网的电压跌落控制方法，本发明可以实现油田供电系统中的可靠供电，提高了抽油机井供电过程中应对电网电压波动的能力，进一步提高了系统可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含有新能源并网的电压跌落控制方法，包括：

S1：系统变量初始化，采集电网电压和电网电流数据；

S2：根据电网电压、电网电流变化判断电压是否发生跌落，若是，则执行S3；否则，控制系统工作在多能互补模式：i储能逆变器根据峰谷电价储能；ii风电机组最大功率点跟踪控制；iii抽油机井负荷电网根据峰谷电价由储能系统和电网分时供电；

S3：确定电压跌落后，控制系统工作在如下电压跌落模式：i抽油机井电机变频器切换到电压跌落模式-储能供电；ii风电机组切换到电压跌落控制模式-无功支撑，补偿无功为Q1；iii储能系统切换到电压控制模式-无功支撑和有功支撑；由储能变换器根据风电变流器补偿后的电压情况，运行在无功补偿模式补偿无功为Q2；

S4：当电网电压恢复后，实现控制器参数切换：i风电变流器的改进型PIR功率/电流控制器参数复位；ii储能变换器的电压/电流控制器PIR参数复位；

S5：当完成控制器参数切换后，控制系统工作在多能互补模式：i储能逆变器根据峰谷电价储能；ii风电机组最大功率点跟踪控制；iii抽油机井负荷电网根据峰谷电价由储能系统和电网分时供电；

其中，在电压跌落期间，由储能变换器持续提供稳定电能以保证抽油机电机负荷的正常运转；在电压恢复期间，由于增加了储能电池组，除了补偿无功之外，储能变换器可灵活调节有功电流。

进一步地，在风电变流器并网侧控制中，采用电网电压定向矢量控制，通过无功Q1的支撑，实现电网电压跌落期间的无功支撑。