[发明专利]一种具有高电压穿越能力的双馈风电机组控制系统及方法

说明书

本发明属于风力发电领域，具体涉及一种具有高电压穿越能力的双馈风电机组控制系统及方法。包括：双馈变流器、发电机和风电机组并网点电源，发电机电流输出口与风电机组并网点电源电流输入口相连，双馈变流器并联在发电机两端；双馈变流器包括相连的机侧变流器和网侧变流器；机侧变流器与发电机之间设有机侧桥路电流测量点；网侧变流器与O点之间设有网侧桥路电流测量点；风电机组并网点电源与O点之间设有电压测量点；机侧桥路电流信号输入机侧变流器；网侧桥路电流信号输入网侧变流器；电压测量点的电压信号输入机侧变流器和网侧变流器。本发明通过网侧变流器和机侧变流器与发电机并联准确获得机侧桥路电流和网侧桥路电流。

技术领域

本发明属于风力发电领域，具体涉及一种具有高电压穿越能力的双馈风电机组控制系统及方法。

背景技术

随着直流特高压输电工程的建成投运，特高压交直流混联、电力大规模跨区域输送已成为我国电网的典型特征。直流特高压电网直流闭锁、换相失败等故障或扰动引起直流送端系统暂态过电压，可能导致直流近区的新能源机组因高电压保护动作而大规模脱网。

为了保障电力系统的安全性和可靠性，高电压穿越能力是风电场上网必须达到的技术指标。国标《GB/T36995-2018风力发电机组故障电压穿越能力测试规程》对风电机组的故障电压穿越能力提出了具体要求。该标准不仅要求风电机组在电网电压升高时具备不脱网连续运行的能力，还需向系统提供无功电流支撑系统电压恢复。

双馈风电机组变流器从拓扑上可以分为网侧变流器和机侧变流器。双馈风电机组当前高穿无功输出控制策略一般采用机侧变流器控制发电机输出无功。由于网侧变流器与电网相连，电网电压升高时若不对网侧变流器进行控制，将导致网侧变流器过调制，发生直流母线电压过压故障。

发明内容

本发明提供了一种具有高电压穿越能力的双馈风电机组控制系统及方法，以解决直流特高压电网直流闭锁、换相失败等故障或扰动引起直流送端系统暂态过电压，可能导致风电机组损坏的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

第一方面，一种具有高电压穿越能力的双馈风电机组控制系统，包括：

双馈变流器、发电机和风电机组并网点电源，发电机电流输出口与风电机组并网点电源电流输入口相连，双馈变流器并联在发电机两端；

所述双馈变流器包括相连的机侧变流器和网侧变流器；

机侧变流器与发电机之间设有机侧桥路电流测量点；

网侧变流器与O点之间设有网侧桥路电流测量点；

风电机组并网点电源与O点之间设有电压测量点；

机侧桥路电流测量点的机侧桥路电流信号输入机侧变流器；

网侧桥路电流测量点的网侧桥路电流信号输入网侧变流器；

电压测量点的电压信号输入机侧变流器和网侧变流器。

第二方面，一种具有高电压穿越能力的双馈风电机组控制方法，包括以下步骤：

机侧变流器和网侧变流器从电压测量点获取风电机组并网点电压；

网侧变流器从网侧桥路电流测量点获取网侧电流值，机侧变流器从机侧桥路电流测量点获取机侧电流值；

机侧变流器和网侧变流器根据风电机组并网点电压计算得到电压幅值；

当电压幅值小于等于预设电压时，双馈变流器正常运行；

当电压幅值大于预设电压时，网侧变流器和机侧变流器分别输出网侧变流器无功电流和机侧变流器无功电流；

将网侧变流器和机侧变流器产生的网侧变流器无功电流和机侧变流器无功电流相加得到总无功电流。