[发明专利]基于限功率运行的DFIG与SVG协调控制电压的方法

说明书

本申请公开了基于限功率运行的DFIG与SVG协调控制电压的方法，属于风力发电技术领域。本申请根据风电场并网点电压以及风速情况选择不同的工作模式，深度挖掘DFIG的无功输出能力，尤其适用于风电场处的动态无功储备较小，当系统出现较大扰动，动态无功储备不足的情况。本申请在正常情况下控制DFIG处于最大功率跟踪模式，SVG控制风电场并网点电压在合理范围内；在风电场并网点电压越限时，DFIG进入限功率运行模式，并根据当前风速与额定风速的关系，选择不同方法控制DFIG的限功率运行模式，并同时利用SVG协调DFIG控制风电场并网点，本申请有利于在风电场并网点电压受到扰动时，能够更加平稳输出电能、加快波动电压的恢复速度。

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及基于限功率运行的DFIG与SVG协调控制电压的方法。

背景技术

双馈异步风力发电机(Doubly-fed wind generator，DFIG)是目前风力发电的主要机型。DFIG转子侧变流器通过滑环向双馈异步发电机的转子输入频率可变的励磁电流，实现DFIG的变速恒频运行。网侧变流器与三相电网直接连接，并通过直流环节在双馈电机的转子与电网之间实现功率交换。在三相坐标系下，DFIG的数学模型具有非线性、强耦合的特点，为了简化DFIG建模的复杂度，利用空间矢量定向技术简化DFIG的数学模型，实现有功、无功解耦控制。DFIG在向电网输出有功功率的同时具备一定的无功输出能力，但DFIG输出的无功功率受到DFIG输出的有功功率以及转子变流器的制约。

根据电力系统无功就地平衡的原则，风电场的无功电压控制方式有：在风电场加装补偿装置进行补偿，或是利用风力发电机自身的无功调压能力进行补偿。传统风电场DFIG采用恒功率因数控制，处于MPPT(最大功率点跟踪)模式，DFIG发出的无功是有限。风电场无功功率的补偿装置一般采用固定电容器，但该种补偿装置不能实现动态补偿且补偿能力易受电压影响，而静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)具有动态补偿无功的能力，且受电压影响较小的特点使其具有了其它无功补偿装置无法比拟的优点。

发明内容

本申请提供了基于限功率运行的DFIG与SVG协调控制电压的方法，解决传统控制下DFIG的无功调压能力未得到充分利用、固定电容器不能实现动态补偿且补偿能力受电压影响极大，以及DFIG与SVG无法协调控制电压的问题。

本申请采用的技术方案如下：

检测风电场并网点电压；

判断所述风电场并网点电压是否越限；

当所述风电场电压没有越限时，SVG控制所述风电场并网点电压，DFIG输出的无功功率为0；

若所述并网点电压越限时，触发所述DFIG进入限功率运行模式，所述SVG协同所述DFIG控制所述风电场并网点电压；

所述限功率运行模式是通过限制所述DFIG定子侧输出的有功功率来提高所述DFIG输出的无功功率，所述DFIG输出的无功功率用于稳定所述风电场并网点电压；

所述限功率运行模式的控制方法包括转子侧变流器控制方法和风机组桨距角控制方法；

判断当前风速是否大于额定风速，选择所述限功率运行模式的控制方法；

当前风速小于额定风速时，通过所述转子侧变流器控制方法来实现所述限功率运行模式，使所述DFIG减少有功功率的输出；

当前风速大于额定风速时，通过所述风电机组桨距角控制方法来实现所述限功率运行模式，使所述DFIG减少有功功率的输出；

所述风电场并网点电压稳定在正常水平时，所述DFIG处于最大功率追踪模式，采用单位功率因数控制只向电网输送有功功率，所述SVG控制所述风电场并网点电压。