双馈风机低电压穿越方法.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(10)申请公布号CNCN103560517103560517A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310445580.0(22)申请日2013.09.26(71)申请人东方电气集团东方汽轮机有限公司地址618000四川省德阳市高新技术产业园区金沙江西路666号申请人四川东方电气自动控制工程有限公司(72)发明人徐其惠苏昭晖辛旺王波(74)专利代理机构成都蓉信三星专利事务所(普通合伙)51106代理人刘克勤段雪茵(51)Int.Cl.H02J3/14(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图7页附图7页(54)发明名称双馈风机低电压穿越方法(57)摘要本发明提供了一种双馈风机低电压穿越方法，具体的：转子电压的负序分量按照变流器最大可控转子电压进行限幅值输出；限幅值输出后、网侧变流器以最大的给定电流的限定幅值运行，将转子电压的负序分量大于机侧变流器负序控制电压部分的压差能量尽可能地通过网侧变流器送入电网，同时，使用chopper装置释放该部分压差能量；在电网电压恢复后，双馈风机的变流器切换至正常的功率控制、以利于电网的正常稳定运行。本发明可以在深度不对称短路故障时有效保护双馈风电变流器的安全，同时能够在故障期间保证双馈风力发电机的不间断运行，成功实现低电压穿越，并在跌落过程中向电网注入有功和无功功率。CN103560517ACN103567ACN103560517A权利要求书1/1页1.双馈风机低电压穿越方法，在双馈风机的变流器检测到电网电压深度不对称跌落后、投入crowbar以释放由于电机耦合而产生的瞬间过压过流冲击，避免变流器损坏；当电磁冲击的直流分量基本衰减完毕后、启动机侧变流器控制发电机组向电网注入可靠的有功和无功功率；其特征在于，当机侧变流器不能按照正常的正负序算法进行控制时，采用优先正序的策略控制转子电压的正序分量，由于转子电压的负序分量大于机侧变流器负序控制电压部分的压差能量；此时：（1）转子电压的负序分量按照变流器最大可控转子电压进行限幅值输出、尽可能的减少转子负序电压大于机侧变流器负序控制电压部分的压差能量；（2）限幅值输出后、剩余的压差能量由网侧变流器和chopper装置承担，实现风力发电机的可靠控制；具体的：网侧变流器以最大的给定电流的限定幅值运行，将转子电压的负序分量大于机侧变流器负序控制电压部分的压差能量尽可能地通过网侧变流器送入电网，以保证变流器直流母线的安全；同时，使用chopper装置释放该部分压差能量，以稳定直流母线电压不超过硬件保护值；（3）在电网电压恢复后，双馈风机的变流器切换至正常的功率控制、以利于电网的正常稳定运行。2.根据权利要求1所述的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，所述步骤（2）中，网侧变流器的最大给定电流是功率单元短时过载电流。3.根据权利要求1所述的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，所述步骤（2）中，当转子负序电压过大、网侧变流器以最大给定电流运行依然不能送出全部压差能量时，chopper装置在整个故障穿越过程中反复动作，释放剩余压差能量。2CN103560517A说明书1/5页双馈风机低电压穿越方法技术领域[0001]本发明涉及低电压穿越方法，具体是一种兆瓦级风力发电变流器在电网电压深度不对称跌落时低电压穿越的运行和控制方法，保证风力发电机组在电网故障时不脱网运行，满足国家电网颁布的低电压穿越要求。背景技术[0002]随着风电装机容量的不断增加，风电在电力系统中的地位发生了转变。风电装机容量较小时，它的运行对系统稳定性的影响可以不予考虑；当风电装机容量越来越大，在系统中所占比例逐年增加时，它的运行对系统稳定性的影响变得不容忽视。[0003]为了保证电力系统的安全稳定运行，欧洲、北美及澳大利亚的一些电力协会或电网公司都制定了风机并网的技术导则，主要包括：电网频率控制、无功功率和电网电压控制、低电压穿越（LVRT）控制以及电能质量控制等。[0004]目前国家电网已经出版了低电压穿越标准（LVRT），具体曲线见图1。[0005]其中，低电压穿越（LVRT）控制的目的是：为了能使风力发电得到大规模的应用，而且不会危及到电网的稳定运行。当电网发生电压跌落故障时，在一定范围内，风机必须不脱离电网，并且要像常规机组那样，向电网提供有功功率（频率）和无功功率（电压）支撑。[0006]现有技术生产的双馈风力发电机，由于发电机定子与电网直接相连，电网电压跌落将导致转子侧过压和过电流。虽然配置了撬棒保护电路（无源crowbar），但只是一种电压跌落发生时的变频器保护措施，动作之后必须停机，不能实现低电压穿越（LVRT）。[0007]国家电网公司颁布的风电场低电压穿越标准