[发明专利]一种双馈风力发电机故障电压穿越控制方法及系统有效

专利信息
申请号: 202110076185.4 申请日: 2021-01-20
公开(公告)号: CN112910019B 公开(公告)日: 2022-06-17
发明(设计)人: 王辉;王艺霏;王腾鑫;邢阳;刘畅 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: H02J3/50 分类号: H02J3/50;H02J3/38;H02J3/24;H02J3/16
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 李琳
地址: 250061 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 风力发电机 故障 电压 穿越 控制 方法 系统
【说明书】:

发明公开一种双馈风力发电机故障电压穿越控制方法及系统,包括:获取双馈风力发电机转子的三相电流,对三相电流经坐标变换后得到直流分量;根据动态电压指令值得到d轴电流指令值;基于最大风能追踪控制的有功指令值得到q轴电流指令值;对直流分量、d轴电流指令值和q轴电流指令值通过电流环调节得到调制信号,根据调制信号生成转子侧变换器开关管的驱动信号,以此控制双馈风力发电机的故障电压穿越。能够动态改变控制电压指令值以实现风电机组与电网之间的无功交换,并提高双馈异步风力发电机DFIG的高、低电压的故障穿越能力。

技术领域

本发明涉及风力发电机变换器控制技术领域,特别是涉及一种双馈风力发电机故障电压穿越控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。

近年来,随着风电在电网中所占比例的持续增加,风电装机容量已经达到较高水平,若风电机组还不具备一定的电网故障抵御能力,在电网电压故障时仍采取被动的保护式解列,则会增加整个系统的故障恢复难度,甚至可能恶化电网安全稳定性,最终引起连锁反应并导致系统崩溃,所以必须采取有效的穿越控制措施以维护电网稳定,因此研究双馈风力发电机故障穿越控制方法变得尤为必要。

目前,国内外针对双馈风力发电系统故障电压穿越的技术方法主要分为两类,即增加硬件设备和改进控制策略。例如,文献《基于动态电压调节器的风电机组低电压穿越控制策略》中提出了一种利用动态电压调节器(DVR)辅助风电机组实现电网电压跌落时的穿越控制方案,将DVR串联接入风电机组机端和电网公共连接点之间;电网电压正常时通过静态开关柜将其旁路,电网电压发生跌落时利用反压技术进行快速投切以使风电机组机端电压维持正常。这种增加硬件设备的方法虽能提高风电机组的并网运行能力,但却增加了风电系统的经济成本,同时也使得硬件设备与系统之间的协调控制变得更为复杂。

再如,一种新能源机组高电压穿越方法及系统中提出一种能够实现电网宽范围过电压期间风电机组的高电压穿越方法,该发明可根据过电压不同深浅程度,自动切换控制模式,并自动选择是否投运集中式SVG。此高电压穿越方法虽能满足电压升高过程中风电并网导则对机组高电压穿越能力的要求,但实现却较为繁琐,需要依据计算出的过电压判据进行控制模式上的切换。

发明人认为,上述方案针对风电机组故障穿越提出了不同的解决方案,但均具有一定的局限性,即只能实现单一的故障穿越,无法同时实现高、低电压穿越两种目标,做到电网电压骤升与跌落时控制策略上的统一,同时实现较为复杂,或需要与电网进行协调控制,或需要进行控制模式切换,且经济成本更高。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提出了一种双馈风力发电机故障电压穿越控制方法及系统,能够动态改变控制电压指令值以实现风电机组与电网之间的无功交换,并提高双馈异步风力发电机DFIG的高、低电压的故障穿越能力。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

第一方面,本发明提供一种双馈风力发电机故障电压穿越控制方法,包括:

获取双馈风力发电机转子的三相电流,对三相电流经坐标变换后得到直流分量;

根据动态电压指令值得到d轴电流指令值;

基于最大风能追踪控制的有功指令值得到q轴电流指令值;

对直流分量、d轴电流指令值和q轴电流指令值通过电流环调节得到调制信号,根据调制信号生成转子侧变换器开关管的驱动信号,以此控制双馈风力发电机的故障电压穿越。

第二方面,本发明提供一种双馈风力发电机故障电压穿越控制系统,包括:

数据获取模块,被配置为获取双馈风力发电机转子的三相电流,对三相电流经坐标变换后得到直流分量;

第一指令处理模块,被配置为根据动态电压指令值得到d轴电流指令值;

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