[发明专利]一种风电机组零过渡动态并网方法及装置

摘要

本发明公开了一种风电机组零过渡动态并网方法及装置，涉及新能源领域。本方法包括下列步骤：风电机组AC/DC和DC/AC变换器整流与逆变；电网、机组和并网开关电物理量数据采集；零过渡动态并网条件检测；并网开关与风电机组并网逆变器协调控制；有功潮流方向检测与零过渡动态并网控制。本装置设置有零过渡动态并网信号单元，零过渡动态并网条件检测与有功潮流方向检测单元，电力电子开关单元和零过渡动态并网控制单元。与现有技术相比，本发明具有滤波器节能、提高风力发电效率和电网电压质量以及提高并网逆变器使用寿命的特点。

主权项

1.一种风电机组零过渡动态并网方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1，风电机组AC/DC和DC/AC变换器整流与逆变，具体是：先通过交/直流变换器将风电机组输出的非工频的交流电压源整流为直流电压源，然后通过直/交流变换器将直流电压源逆变为工频的交流电压源；工作在四个状态，分别是：状态一：停运状态，工作在发电系统不具备发电条件、按计划停运或设备检修的情况下；状态二：待机状态，工作在发电条件不稳定或电网对风电场发电功率具有限制性要求的情况下；状态三：并网状态，工作在检测风电机组并网条件和实现并网过程的情况下；风电机组并网条件：同时满足同期条件和零过渡动态并网条件；实现并网过程：风电机组并网逆变器与并网电力电子开关相配合，由风电机组并网逆变器通过调整机组输出的交流电压的频率、幅值和相位，以满足同期条件的要求；并网电力电子开关在同期条件满足的基础上，动态检测零过渡动态并网条件，当零过渡动态并网条件满足时，并网电力电子开关闭合，实现风电机组安全、无冲击动态并网；状态四：发电状态，工作在风电机组输出的有功功率大于零的情况下；步骤2，电网、机组和并网开关电物理量数据采集：通过在电网、风电机组和并网开关各侧安装三相交流电压互感器和电流互感器进行实时同步数据采集，并将同步采集的三相电压和电流数据加注时标后存储起来，并根据这些数据计算出频率、三相电压和电流的幅值和相位、有功功率、无功功率和功率因数，同时实时计算出系统的等值参数，为确定同期条件和零过渡动态并网条件提供实时数据；步骤3，零过渡动态并网条件检测：实时检测电力电子开关两侧三相电压和三相电流，动态确定滤波器电容电压和耦合变压器的电流两个状态变量的初始值和系统等值参数，即：系统等值电阻和系统等值电抗，两初始值使注入电网的动态电压的非周期分量接近零的条件确定为零过渡动态并网条件；当零过渡动态并网条件满足时控制系统自动生成一个脉冲信号，该信号为零过渡动态并网条件信号；脉冲的宽度和幅值需要与实际控制系统和电力电子开关触发电路的设计要求相匹配；步骤4，并网开关与风电机组并网逆变器协调控制：并网开关包括并网断路器和电力电子开关，电力电子开关与并网断路器配合运行；并网开关的运行原则是电力电子开关用于风电机组接通电网和从电网断开，以避免在风电机组在并网和解列过程中产生过电压和过电流；并网断路器在风电机组稳定发电状态下闭合，在停运状态和并网、解列过程中断开，以降低并网开关运行过程中的电能损耗；步骤5，有功潮流方向检测与零过渡动态并网控制；所述的步骤4中，并网开关与风电机组并网逆变器协调控制包括两个状态：状态一：当风电机组处于并网状态，风电机组并网逆变器处于同期并网工作状态，将风电机组输出的电压频率、幅值和相位调整到与电网一致，即：保证风电机组同期并网条件；当风电机组处于稳定发电状态时，风电机组并网逆变器处于发电控制工作状态，控制风电机组输出的三相电压、电流、功率和频率，完成风力发电过程；当风电机组停运或检修状态时，风电机组并网逆变器处于停运状态；当风电机组处于不稳定发电状态时，即：风电机组时而具备发电条件处于发电状态，时而又不具备发电条件，风电机组从发电状态退出，这时风电机组并网逆变器处于发电、解列和同期并网三种情况转换工作状态；状态二：当风电机组处于并网状态，而且同期并网条件和零过渡动态并网条件同时满足时，并网开关由断开状态转变为闭合状态；当风电机组解列时，并网开关由闭合状态转变为断开状态；当风电机组处于稳定发电状态时，并网开关为闭合状态；当风电机组处于停运或检修状态时，并网开关为断开状态；当风电机组处于不稳定发电状态时，即：风电机组时而具备发电条件，处于发电状态；时而又不具备发电条件，即：风电机组电压低于电网电压，风电机组将从发电状态退出，这时并网开关工作于闭合状态转换到断开状态。