[发明专利]新能源电站故障紧急控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电站故障控制方法，具体是一种新能源电站故障紧急控制方法，属于新能源发电技术领域。

背景技术

具有随机性和间歇性特点的新能源并网将给系统的无功电压稳定运行带来较大影响。2011年中国西北、华北的大规模风电基地发生多起风电机组连锁脱网事故。这几起大面积风电脱网事故与风机的低电压穿越能力、高电压穿越能力、以及无功补偿装置的动作有关。虽然国家标准《风电场接入电力系统技术规定》已经要求风电机组具备低电压穿越能力，但由于风电机组的故障穿越时间有限，如果发生叠加扰动或故障，或风电场的无功源控制策略失当，同样有可能发生风电场的连锁脱网事故；此外，在故障暂态恢复过程中也有可能由于无功补偿装置的动作导致具备低电压穿越能力的风电场出现过电压现象从而引起风电机组脱网。

现有研究提出的无功补偿装置的切除策略主要有两种：（1）在电压跌落期间将无功补偿装置参考电纳置零；（2）检测到故障后电压恢复或发生过电压时由内部控制器切除无功补偿装置中的电容器组。由于储能元件的时滞问题和无功补偿装置的整组时间（无功补偿装置的采样、运算、指令发出以及开关分闸的固有时间），这两种方法能否完全避开电压恢复后的暂态过电压仍值得进一步研究。并且现有研究缺乏能够针对连锁故障整体发展过程的应对策略。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源电站故障紧急控制方法，该方法有效解决新能源基地中由单个电气设备故障引起的新能源发电设备（风电、光伏）连锁脱网问题，从而保证新能源基地稳定高效运行。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种新能源电站故障紧急控制方法，其包括如下步骤：

（1）采集风电机组机端电压U_wpcc和撬棒保护信号S_crowbar，采集新能源基地内无功补偿装置并网点电压U_SVCpcc；

（2）根据风电机组紧急控制逻辑，设定网侧变流器无功参考值控制信号Q_ref，风电机组紧急控制逻辑为：设定网侧变流器参与无功支撑的低电压投入值U_gscmin和高电压退出值U_gscmax，设定其无功输出限幅环节Q_GSCmax=U_wpccI_GSCmax，其中I_GSCmax采用网侧变流器过流保护限值；当S_crowbar=1（Crowbar投入）且U_wpcc<U_gscmin时，设定Q_ref=U_wpccI_GSC，I_GSC为网侧变流器额定电流，此时，网侧变流器向系统提供无功支撑；当电压变化值dU_wpcc/dt为正，且U_wpcc>U_gscmax时，设定Q_ref=0，此时网侧变流器重新维持直流电压稳定，不再提供无功支撑；

（3）根据无功补偿装置紧急控制逻辑，设定无功补偿装置并网开关闸的开断信号，无功补偿装置紧急控制逻辑为：设定无功补偿装置切除电压U_SVCmin，根据专家经验，设定U_SVCmin=0.5；设定无功补偿装置重投电压下限U_SVCmin2和重投电压上限U_SVCmax，此处设定是保证无功补偿装置重新投入时系统处于正常状态；当U_SVCpcc<U_SVCmin时，延时t_SVC1断开并网开关闸，t_SVC1应当略小于风电场送出线路保护设置的故障切除时间以保证无功补偿装置在无功支撑能力的充分利用；已切除无功补偿装置根据并网点电压调整参考电纳；故障切除后，经过延时t_SVC2，检测并网点电压，当U_SVCmin2<U_SVCpcc<U_SVCmax时，闭合并网开关闸，否则继续等待t_SVC2，t_SVC2应当足够避开暂态过电压；当并网完成后，按照常规无功电压控制方法对网络的无功电压进行调整。

本方法可以增强新能源电站的低电压穿越能力，同时减轻故障恢复阶段的高电压现象，从而有效防御新能源电站连锁脱网事故的发生。

附图说明