[发明专利]风力发电机组的变流器控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种风力发电机组的变流器控制方法及装置。

背景技术

随着风电并网规模以及风力发电容量的不断扩大，风力发电机组与电网的相互影响已变得不容忽略，当电网出现扰动和故障的情况时，若风力发电机组不具备一定的电网故障抵御能力，一遇到电网扰动或故障就自动解列则会增加局部电网故障的恢复控制难度，恶化电网安全稳定性，甚至会加剧故障、引起连锁反应并导致系统崩溃。

其中，从并网点处的电压高低角度来看，并网点电压在额定电压的90％～110％之内视为并网点处于正常运行状态，高于正常范围视为并网点处于高电压运行状态，低于正常范围视为并网点处于低电压运行状态。在并网点处于高电压运行状态下，风力发电机组仍然能够保持正常并网工作的能力称为高电压穿越能力，相应地，在并网点处于低电压运行状态下，风力发电机组仍然能够保持正常并网工作的能力称为低电压穿越能力。如果风力发电机组不具备低电压穿越能力和高电压穿越能力，将会导致脱网事故，严重影响整个电网的电力传输。目前的风力发电机组具备一定的低电压穿越能力，但是仍缺少高电压穿越的能力，当风力发电机组处于高电压穿越状态时，往往会造成脱网故障。

如以2011年在西北电网和华北电网发生的批量脱网事故为例说明，当时，主变压器低压侧电缆头的短路事故直接引起了电网侧低电压故障，不具备低电压穿越能力的一批风力发电机组批量脱网，紧跟着，因为主变压器的低压侧配套的固定投切电容器组等无功功率补偿设备不具备自投切功能，低电压故障结束后没能及时退出运行，造成局部区域无功功率的过剩、电压骤升，使部分风力发电机组因高电压保护动作切除，即不具备一定高电压穿越能力的第二批风力发电机组批量脱网。经当时的调查情况来看，第二批脱网的风力发电机组数量远远超过了第一批脱网的风力发电机组数量。

因此，为了维护电网的安全稳定运行，各国电网部门根据自身实际对风电场的电力接入提出了严格的技术要求，先后出台了风电并网准则，概括起来主要涉及有功功率控制、无功功率控制、电压控制、频率控制、低电压穿越等方面。虽然中国目前并没有明确高电压并网准则，但从上述例子可以看出，风力发电机组具备高电压穿越能力是有必要的，可以减少风力发电机组批量脱网规模，避免连锁反应和事故扩大，因此未来电网的发展必将对风力发电机组的高电压穿越提出更为严格的要求。因此，如何实现风力发电机组高电压穿越以及如何实现高电压穿越控制、低电压穿越控制和正常运行控制之间的平稳切换，已经成为风力发电技术领域急需要解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种风力发电机组的变流器控制方法及装置，以实现对风力发电机组的高电压穿越状态的识别，并通过对风力发电机组的变流器的控制实现在高电压穿越状态下的连续并网运行。

为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种风力发电机组的变流器控制方法，其中，在所述变流器的直流母线上并联有直流储能电路，该方法包括如下步骤：

第一检测步骤：检测电网侧的实测三相电压U_abc和实测三相电流I_abc、变流器侧的实测直流母线电压U_dc，并根据所述实测三相电压U_abc和实测三相电流I_abc计算电网侧的实测有功功率P_grid和实测无功功率Q_grid；

根据所述实测三相电压U_abc对并网点的运行状态进行判断，如果并网点处于高电压运行状态，则执行如下步骤：

逆变器控制步骤：根据实测三相电压U_abc、实测三相电流I_abc、实测直流母线电压U_dc、直流母线电压给定值U_dcref、实测无功功率Q_grid以及无功功率控制指令Q_ref对所述变流器的逆变器进行控制；

直流Chopper电路控制步骤：根据实测直流母线电压U_dc和直流母线电压给定值U_dcref对直流Chopper电路进行控制；

第二检测步骤：检测储能模块充放电实测电流I_s；

直流储能电路控制步骤：根据实测直流母线电压U_dc、直流母线电压给定值U_dcref以及储能模块充放电实测电流I_s对直流储能电路的充放电进行控制，