[发明专利]风电机组在电网电压越限区间的运行控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种风电机组在电网电压越限区间的运行控制方法，包括步骤：S01、在风电机组运行过程中，实时检测风电机组并网电压；S02、当风电机组并网电压不在预设阈值内时，通过控制风电机组向并网点输出无功功率，保证风电机组机端电压在正常范围内而不脱网。本发明还相应公开了一种风电机组在电网电压越限区间的运行控制系统，包括第一模块，用于在风电机组运行过程中，实时检测风电机组并网电压；第二模块，用于当风电机组并网电压不在预设阈值内时，通过控制风电机组向并网点输出无功功率，保证风电机组机端电压在正常范围内而不脱网。本发明的方法及系统均具有提高风电机组持续挂网能力、以及提高风电机组利用率以及发电效益等优点。

技术领域

本发明主要涉及风力发电技术领域，特指一种风电机组在电网电压越限区间的运行控制方法及系统。

背景技术

近年来，随着风电装机容量的快速增长，受当地负荷和电力外送通道的限制，三北地区弃风限电现象依然严重，在该地区进行大规模集中式风电场开发已面临瓶颈，风电机组逐渐从大规模风电基地的开发模式到基于负荷容量规划的小规模、分布式风电场开发模式转变。由于分布式风电场利用率较高，并且接近负荷，减少了电力输送通道建设费用，也减低了电气传输损耗。随着国家对分布式风电场开发政策的陆续出台，未来分布式风电场的开发会迎来快速增长。但分布式风电场主要接入35kV及以下的配电网，其电网较差的电能质量可能会对分布式风电机组的并网运行带来一定影响。根据分布式电源并网标准规定，分布式电源正常运行电压范围为(85％～110％)U_n，其中U_n为额定电压(超出此范围则为越限区间)，低于85％Un时，传统的风电机组控制策略仅根据低穿曲线确保风电机组短时不脱网运行，如果电网电压长时间低于85％Un时，分布式风电机组需要脱网停机，由于分布式风电机组通常接入35kV及以下配电网，配电网基本处于电网末端，特别是处于偏远地区的配电网，其电网容量较小，与大电网之间距离远，传输线路阻抗大，一但该配电网接入非线性负荷或大功率电动机负荷的频繁投切，都可能会引起配电网电压的大幅度波动越限，导致分布式风电机组可利用率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种提高风电机组利用率及发电效益的风电机组在电网电压越限区间的运行控制方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种风电机组在电网电压越限区间的运行控制方法，包括步骤：

S01、在风电机组运行过程中，实时检测风电机组并网电压；

S02、当风电机组并网电压不在预设阈值内时，通过控制风电机组向并网点输出无功功率，保证风电机组机端电压在正常范围内而不脱网。

优选地，在步骤S02中，根据风电机组机端电压确定需输出的无功功率值。

优选地，当无功功率值超过风电机组的最大容量时，风电机组脱网停机。

优选地，通过以下公式得到无功功率值

其中u_sd表示风电机组机端电压d轴分量；u_g为电网电压；L_T为箱变短路电感；p_g为风电机组有功功率；Q_g为风电机组无功功率；ω_s为风电机组发电机同步电角频率。

优选地，通过风电机组中发电机或/和网侧变流器输出无功功率。

优选地，在步骤S02中，在风电机组输出无功功率的同时，输出有功功率。

优选地，风电机组有功功率的控制目标值为风电机组有功功率约束值和对应风速下最大有功功率两者中的较小值，其中有功功率控制约束值根据风电机组中输出的无功功率确定。