[发明专利]风力发电机组的变流器、变流器的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及变流器技术，尤其涉及风力发电机组的变流器、变流器的控制方法及装置。

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，当并网点处于高电压状态时，往往会造成脱网故障。

风力发电机组需要具备高电压穿越性能(HVRT,High Voltage Ride Through)的必要性可从以下几个方面展开讨论。

1)风力发电机组具备一定的HVRT能力可以减少风力发电机组批量脱网规模，避免连锁反应式事故扩大。

这类必要性应以2011年在西北电网和华北电网发生的诸多批量脱网事故为例说明。当时，主变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HVRT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。

2)风力发电机组具备一定的HVRT能力是各国并网规程之要求。

目前，在中国并没有明确的HVRT并网规程要求。在中国国标GB19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》里面，对风电场/风力发电机组的高电压穿越能力并没有明确规定，只是提出“当风电场并网点电压在额定电压的90％-110％时，风力发电机组应能正常运行；当风电场并网点电压超过额定电压的110％时，风电场的运行状态由风力发电机组的性能确定”。在中国，根据目前的发展态势，在不久的将来，中国的高电压穿越并网规定也将出台。

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，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、变流器的控制方法及装置，以实现在并网点处于高电压运行状态时，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的控制方法，该方法包括：

在变流器的直流母线上并联双向DC-DC变换器，所述双向DC-DC变换器包括储能电容、和用于对所述储能电容的充放电进行控制的IGBT控制模块，所述方法包括双向DC-DC变换器控制步骤和逆变器控制步骤，

所述双向DC-DC变换器控制步骤包括：

直流母线目标电流确定步骤：根据实测直流母线电压U_dc和直流母线电压给定值U^*_dc之间的偏差确定直流母线目标电流I^*_dc；

双向DC-DC变换器输出电流确定步骤：根据实测直流母线电压I_dc与目标直流母线电流I^*_dc之间的偏差确定双向DC-DC变换器输出电流I_out；

第一子控制步骤：根据所述DC-DC变换器输出电流I_out生成第一PWM控制信号，对所述双向DC-DC变换器的IGBT控制模块进行控制，

所述逆变器控制步骤包括：