[发明专利]全功率风电机组并网变流器低电压穿越控制方法

权利要求书

1.风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，采用电压型并网变流器，其特征是，包括以下步骤：1）检测中间直流电压，得到中间直流电压反馈值，与中间直流电压指令值比较，其差值输入电压调节器，电压调节器控制中间直流电压跟随中间直流电压指令值；2）电压调节器的输出是电网侧变流器有功电流指令值，在低电压穿越阶段需要限制有功电流的指令值，确保网侧变流器能够按照最大能力向电网输出能量而不出现过流故障；3）低电压穿越期间，改变发电机磁场给定值，通过磁场调节器迅速减小风力发电机的磁场，使发电机的输出功率减小，保证变流器的输入和输出功率平衡；4）在低电压穿越的过程中可以认为风速不变，发电机的机械输入功率近似不变；在发电机磁场减小后，发电机的输出电功率降低，会导致发电机的输入输出功率不平衡，发电机升速；由于风力发电机组的转动惯量很大，可以保证发电机转速始终处于正常范围内；电网电压恢复后，并网功率会迅速上升，造成中间直流电压下降：1）检测到中间直流电压下降，得到中间直流电压反馈值，与中间直流电压指令值比较，其差值输入电压调节器，电压调节器控制中间直流电压跟随中间直流电压指令值；2）电压调节器的输出是电网侧变流器有功功率指令值，在正常工作的条件下能够稳定控制风电机组并网变流器有功功率，确保变流器的功率平衡；3）随着电网侧电压的慢慢恢复，逐步将发电机磁场给定值恢复至正常，发电机的输出功率增加；根据发电机的转矩平衡方程，电机的输入输出功率逐渐恢复平衡，电机转速不再升高；至此，低电压期间的一个调节过程结束。

2.风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，采用电流型并网变流器，其特征是，包括以下步骤：1）检测中间直流电流，得到中间直流电流反馈值，与中间直流电流指令值比较，其差值输入电流调节器，电流调节器控制中间直流电流跟随中间直流电流指令值；2）电流调节器的输出是电网侧变流器有功电流指令值，在低电压穿越阶段需要限制有功电流的指令值，确保网侧变流器能够按照最大能力向电网输出能量而不出现过流故障；3）低电压穿越期间，改变发电机磁场给定值，通过磁场调节器迅速减小风力发电机的励磁，使发电机的输出功率减小，从而保证变流器的输入和输出功率平衡；4）在低电压穿越的过程中可以认为风速不变，发电机的机械输入功率近似不变；在发电机磁场减小后，发电机的输出电功率降低，会导致发电机的输入输出功率不平衡，发电机升速；由于风力发电机组的转动惯量很大，可以保证发电机转速始终处于正常范围内；电网电压恢复后，并网功率会迅速上升，造成中间直流电压下降: 1）检测到中间直流电流下降，得到中间直流电流反馈值，与中间直流电流指令值比较，其差值输入电流调节器，电流调节器控制中间直流电流跟随中间直流电压电流值；2）电压调节器的输出是电网侧变流器有功功率指令值，在正常工作的条件下能够稳定控制风电机组并网变流器有功功率，确保变流器的功率平衡；3）随着电网侧电压的慢慢恢复，逐步将发电机磁场给定值恢复至正常，发电机的输出功率增加；根据发电机的转矩平衡方程，电机的输入输出功率逐渐恢复平衡，电机转速不再升高；至此，低电压期间的一个调节过程结束。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，所述并网变流器在电网电压跌落期间，根据电网电压或主控或其他上位机给定无功功率指令值，与实际无功功率反馈比较，差值输入无功功率调节器，无功功率调节器控制网侧变流器，使并网的无功功率跟随无功功率指令值，实现对电网进行无功补偿，帮助电网电压更快恢复正常。

4.根据权利要求1或2所述的风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，单位功率因数并网时，无功功率指令设置为零。

5.根据权利要求3所述的风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，无功功率指令值以功率值或者无功功率电流值形式给出。

6.根据权利要求1或2所述的风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，低电压穿越期间，通过控制发电机磁场，实现风力发电机组并网变流器功率平衡。

7.根据权利要求1或2所述的风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，发电机磁场给定值以磁场值或者磁场电流值形式给出。

8.根据权利要求1或2所述的风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，发电机磁场给定值大小可以根据风电机组运行状态或电网运行状态或变流器运行状态得出。

9.根据权利要求6所述的风力发电机组并网变流器低电压穿越控制方法，其特征在于，发电机磁场控制可以通过定子绕组控制或者转子绕组控制或者定子绕组与转子绕组协调控制或者其他励磁绕组控制。