[发明专利]全功率变流器故障穿越无功控制方法、系统、介质及设备

权利要求书

1.一种风电机组全功率变流器故障穿越无功电流控制方法，其特征在于，该方法采用变无功支持系数的控制方式，根据不同的故障电压跌落或骤升程度，实时改变无功支持系数的值，优先快速向电网注入无功电流支撑电网电压恢复，从而提高风电机组的并网可靠性，包括以下步骤：

1）数据采集

全功率变流器的控制器采集并网点三相电压有效值与三相电压瞬时值；全功率变流器的网侧逆变器反馈并网点三相电流有效值与三相电流瞬时值；全功率变流器采用解耦双同步坐标系锁相环DDSRF-PLL进行实时正序电压提取，并依据控制和通讯周期，刷新内部数据；

2）进出故障穿越运行模式的判断逻辑

全功率变流器的控制器实时检测并网点的正序电压值，根据正序电压值的大小来确定进入故障穿越运行模式还是稳态运行模式；其中，所述故障穿越运行模式包括低电压穿越运行模式和高电压穿越运行模式，在故障穿越运行模式，根据并网点的正序电压值向电网注入相应无功电流支撑电网电压恢复；所述稳态运行模式是风电机组由故障电压穿越状态进入单位功率因数并网运行状态；

在风电机组进入故障穿越运行模式瞬间，判断当前运行模式，有：

a、为低电压穿越运行模式时，根据[（U_T+U₁-1）*（K₂-K₁）/(U₁-U₂)+ K₁]*( U_T-U₃)*I_n计算，得到其容性无功电流参考值I_r1；在低电压穿越期间，全功率变流器屏蔽风电机组的主控系统给出的指令，全功率变流器实际发出无功电流值I_reactive=I_r1支撑电网电压，直至并网点电压恢复，再执行主控指令；其中，U₁为进入低电压穿越阈值，U₂为发无功电流最低电压值，U₃为退出低电压穿越阈值；

b、为高电压穿越运行模式时，根据[（U_T-U₄）*（K₄-K₃）/(U₅-U₄)+ K₃]*( U_T-U₆)*I_n计算，得到其感性无功电流参考值I_r2；在高电压穿越期间，全功率变流器屏蔽风电机组的主控系统给出的指令，全功率变流器实际发出无功电流值I_reactive=I_r2支撑电网电压，直至并网点电压恢复，再执行主控指令；其中，U₄为进入高电压穿越阈值， U₅为发无功电流最高电压值，U₆为退出高电压穿越阈值；

上述U_T为并网点的正序电压值；I_n为全功率变流器的额定电流；K₁、K₂、K₃、 K₄均为无功支持系数；由于全功率变流器容量限制，其允许通过的电流I小于或等于故障期间短时允许最大电流I_max；风电机组在故障穿越运行模式时，保证无功优先的基础上，低电压穿越期间其无功电流参考值I_r1=max（I_r1-ΔI_r，-I_max）；高电压穿越期间其无功电流参考值I_r2=min（I_r2+ΔI_r，I_max）；其中，ΔI_r为故障穿越期间限制步长；

3）稳态运行模式

在风电机组顺利完成故障电压穿越状态后，全功率变流器恢复至单位功率因数运行状态，此时由全功率变流器的网侧逆变器控制并网点电压状态。