液压型风电机组及能量分层调控的低电压穿越控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106374526A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201610825365.7(22)申请日2016.09.14(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人艾超柏文杰孔祥东董彦武吴超(74)专利代理机构秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116代理人李合印(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)F03D7/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称液压型风电机组及能量分层调控的低电压穿越控制方法(57)摘要一种液压型风电机组及能量分层调控的低电压穿越控制方法，当电网电压因故障跌落时，顶层控制是通过桨距角控制器控制风力机桨距角以减少风能捕获，中层控制是通过转速控制器实现变量马达摆角控制，降低液压系统高压压力，从而增大定量泵的转速，将残余功率转化为风轮动能，底层控制是通过功率控制器控制比例节流阀开度，将残余能量转化为热能，最终实现低电压穿越过程中，残余能量的存储、耗散与释放。本发明采用调桨弃风、风力机惯性储能、比例节流协调控制对机组传输能量进行调控，既从源头上抑制了机组残余能量,又有效避免了低电压穿越过程中的能量损失，同时增加比例节流环节，使系统响应加快，动作灵活。CN106374526ACN106374526A权利要求书1/1页1.一种液压型风电机组，其特征在于：所述风电机组主要包括风速传感器、风轮、第一转速转矩传感器、定量泵、第一压力传感器、比例节流阀、第二压力传感器、流量传感器、变量马达、第二转速转矩传感器、发电机、多功能仪表、电网、转速控制器、功率控制器以及桨距角控制器；风轮通过传动轴与定量泵连接，在传动轴上布置第一转速转矩传感器，在风轮前方安装风速传感器；定量泵的出油口通过管路与比例节流阀的进油口接通，在定量泵与比例节流阀之间的管路上安装第一压力传感器；比例节流阀的出油口通过管路与变量马达的进油口接通，在比例节流阀和变量马达之间的管路上安装第二压力传感器和流量传感器；变量马达与发电机相连，发电机输出端与电网相接，变量马达与发电机之间安装第二转速转矩传感器，发电机与电网之间安装多功能仪表；变量马达的出油口通过管路与定量泵的进油口接通；其中，流量传感器、第二转速转矩传感器、多功能仪表的信号输出端分别与转速控制器连接，转速控制器的输出端与变量马达相连并控制变量马达摆角；风速传感器、第一转速转矩传感器、多功能仪表的信号输出端与桨距角控制器信号接收端连接，桨距角控制器的输出端与风轮连接并控制风轮桨距角；风速传感器、第一转速转矩传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和多功能仪表的信号输出端与功率控制器的信号接收端连接，功率控制器的输出端与比例节流阀相连并控制比例节流阀。2.一种基于权利要求1所述液压型风电机组的能量分层调控的低电压穿越控制方法，其特征在于：当电网电压因故障跌落时，采用调桨弃风的能量顶层控制、风力机惯性储能的能量中层控制和比例节流的能量底层控制共同作用，实现低电压穿越。3.根据权利要求2所述的能量分层调控的低电压穿越控制方法，其特征在于，所述调桨弃风的能量顶层控制的具体方法如下：将第一转速转矩传感器采集的风轮转速、风速传感器采集的风速以及多功能仪表采集的发电功率输入桨距角控制器，桨距角控制器处理上述信号后向风轮输出控制信号，控制桨距角的大小，降低风轮的吸收功率，抑制机组残余能量的产生。4.根据权利要求2所述的能量分层调控的低电压穿越控制方法，其特征在于，所述风力机惯性储能的能量中层控制的具体方法如下：转速控制器控制变量马达摆角：转速控制器通过第二转速转矩传感器、流量传感器、多功能仪表分别采集发电机转速、节流后流量、电网频率，转速控制器处理上述信息后向变量马达输出控制信号，对变量马达的摆角进行控制，增大变量马达排量，使液压系统的高压压力迅速降低，增大定量泵的转速，将剩余功率存储到风轮中。5.根据权利要求2所述的能量分层调控的低电压穿越控制方法，其特征在于，所述比例节流的能量底层控制的具体方法如下：功率控制器通过风速传感器、第一转速转矩传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、多功能仪表分别采集风速信息、风轮转速信息、节流前压力信息、节流后压力信息、发电机功率，功率控制器处理上述信息后向比例节流阀输出控制信号并控制比例节流阀开度，将系统剩余能量转化为热能。2CN106374526A说明书1/4页液压型风电机组及能量分层调控的低电压穿越控制方法技术领域[0001]本发明涉及风力发电技术领域，尤其是一种风电机组及低电压穿越控制方法。背景技术[0002]能源是人类生存和发展的基础，随着社会的发展和进步，人类对能源的需求持续增长，风能作为重