[发明专利]一种可实现无功支持的双馈型风电机组高电压穿越方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可实现无功支持的双馈型风电机组高电压穿越方法，可在并网点电压发生骤升故障时确保风电机组不脱网运行，并能利用机组自身的无功控制功能对故障电网提供一定的无功支撑，从而有利于故障电网的快速恢复以及其他并网负载的安全运行。

背景技术

近年来，随着风电机组单机容量的扩大和总装机容量在电网中所占比例的快速提高，世界各国纷纷出台风电并网导则，对并网风电机组的稳定性、可靠性提出了明确要求。其中，难度较大、技术要求相对较高的当属电网电压跌落或骤升故障下的不脱网运行（Fault ride-through，FRT）要求。针对电网电压跌落故障的低电压穿越（Low voltage ride-through，LVRT）运行，国内外已有大量研究，相关技术也较为成熟。但对于电网电压骤升（swell）故障下风电机组的运行与控制研究，则鲜见报道。

实际上，与电压跌落相对应，电压骤升是一种常见电网异常现象，通常发生在电网电压恢复瞬间或电网无功功率过剩情况下。在配置有无功补偿装置的风电场中，一般情况下其无功功率处于平衡状态，但当电网电压发生跌落时，常会引发一些无LVRT能力的风电机组从电网中解列，此时无功补偿装置如未得到及时调节，将导致电网无功功率过剩，进而抬升并网点端电压。那些曾通过低电压穿越考验的机组如未考虑过电压保护设计，此时也不得不接续从电网中解列，再次造成风电机组大规模脱网。2011年2月24日甘肃598台风电机组脱网中，274台为低电压脱网，其余324台为高电压脱网。因此，双馈感应发电机暂态保护设计中除需考虑电压跌落外，还需防范电压骤升的危害，以期实现机组的高电压穿越运行（High voltage ride-through，HVRT）。

目前，国际上对风电机组HVRT已有初步规范的是澳大利亚电网规程，其要求风电机组能够在并网点电压骤升至1.3倍标称值时不脱网运行60ms。尽管这一规程给出了明确的风电机组并网运行区间，但对于电压骤升期间机组的无功安排却没有进一步限定，国内外相关文献对此也鲜见报道。因此，综合分析、研究电网电压骤升期间作为主流机型的双馈感应发电机的无功控制能力，进而提出一种充分发挥双馈型风电机组动态无功支撑功能的高电压穿越方案就显得日益必要和迫切。

发明内容

本发明目的在于提供一种可实现无功支持的双馈型风电机组高电压穿越方法，既满足电网电压骤升期间风电机组不脱网运行要求，又能对故障电网提供一定的无功支持，从而协助故障电网快速恢复。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种可实现无功支持的双馈型风电机组高电压穿越方法，该方法为：实时检测并网点线电压U_T、直流母线电压V_dc；当U_T<1.1倍标称值时，通过上位机控制网侧变流器工作在单位功率因数模式、转子侧变流器工作在最大功率追踪模式；当U_T≥1.1倍标称值时，通过上位机控制网侧变流器工作在母线电压控制模式、转子侧变流器工作在无功功率支持模式；自适应直流卸荷电路根据V_dc的大小判断自身导通或关断。

进一步地，所述当U_T<1.1倍标称值时，通过上位机控制网侧变流器工作在单位功率因数模式、转子侧变流器工作在最大功率追踪模式具体为：当U_T<1.1倍标称值时，网侧变流器工作在单位功率因数模式、转子侧变流器工作在最大功率追踪模式时，网侧变流器的有功电流指令设定为电压环PI调节器的输出值，网侧变流器的无功电流指令转子侧变流器的有功电流指令、无功电流指令分别设定为：