[发明专利]一种全功率风电机组的低电压故障穿越控制系统

说明书

本发明涉及风电机组控制技术领域，具体涉及一种全功率风电机组的低电压故障穿越控制系统。低电压故障穿越过程涉及故障检测器、网侧控制器、撬棒控制器、机侧控制器以及变桨控制器。在风电机组的低电压故障穿越控制系统中，故障检测器实时检测风电机组交流出口端的电压、电流幅值，生成短路故障标志位。当电网出现短路故障时，网侧控制器封锁网侧变流器触发脉冲，撬棒控制器控制直流侧卸荷电路投入，机侧控制器降低机侧变流器的输出功率，同时变桨机构动作；当短路故障切除后，开启网侧变流器触发脉冲，其他控制器依次复位。本发明能够保证电压源控制的全功率风电机组在低电压故障时的故障穿越，避免因低电网电压引起风电机组的停机。

技术领域

本发明涉及风电机组控制技术领域，具体涉及一种全功率风电机组的低电压故障穿越控制系统。

背景技术

现有技术中，公开号为CN109217366A、申请号为CN201811124760.8的中国发明专利，公开了一种电压源控制的全功率风电机组，其并网系统结构如图1所示，其中机侧变流器采用基于转子磁链定向的矢量控制，网侧变流器采用“惯性同步”控制。在网侧变流器控制环路中，直流侧电压的标幺值输入到积分控制器，该控制器的输出作为网侧变流器输出电压u_g的相位θ用于脉冲宽度调制(PWM)。可以通过调节调制电压幅值来控制网侧变流器输出的无功功率PWM模块基于θ，和生成三相开关信号s_abc。机侧变流器采用功率外环、电流内环的双环控制结构，根据风轮转速产生最优功率参考值实现最优功率控制。

在图1所示的控制方式下，风电机组直流侧电压能够自主感知电网频率变化。惯量传递控制器通过检测直流电压的变化率，并将变化率乘以惯量传递系数K_C，该结果乘以-1即为惯量传递控制器的输出值加上最大功率控制器的输出值作为有功功率参考值图1中的惯量传递控制环路能够将风轮惯量传递到电网侧，实现风电机组对电网的惯量响应功能。然而，该中国发明专利没有提供这种新型电压源控制的风电机组的低电压故障穿越控制系统，不利于这种电压源控制的风电机组的工程应用。

发明内容

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

一种全功率风电机组的低电压故障穿越控制系统，包括电压源控制的全功率风电机组，还包括连接风电机组的故障检测器、网侧控制器、撬棒控制器、机侧控制器以及变桨控制器；所述故障检测器，用于检测风电机组交流出口端的电压幅值和电流幅值根据交流出口端的电压幅值和电流幅值故障检测器生成短路故障标志位Flag；当电网出现短路故障时，故障检测器生成的短路故障标志位Flag为1，网侧控制器封锁网侧变流器触发脉冲，撬棒控制器将直流侧卸荷电路投入，机侧控制器降低机侧变流器的输出功率，同时变桨控制器增大桨距角实现变桨；当短路故障切除后，故障检测器生成的短路故障标志位Flag变为0，网侧控制器重新开启网侧变流器触发脉冲，待网侧变流器并网启动完毕后，撬棒控制器将直流侧卸荷电路切出，机侧控制器恢复到最优功率控制模式，同时变桨控制器将桨距角减小到0。

作为本发明的优选技术方案：在低电压故障检测器中，当风电机组输出电流幅值大于电流设定值上限时，F_I为1；否则，F_I为0；当公共连接点电压幅值小于电压设定值下限时，F_U为1；否则，F_U为0；F_I与F_U经过一个或门，其输出为短路故障标志位Flag；为防止故障检测器误动作，在F_I与或门之间加入下降沿延时器Delayer1。