[发明专利]电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法

说明书

本发明公开了一种电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法，将Crowbar电路和静止无功补偿器结合，分三个阶段进行无功补偿，具体步骤包括：采集并网点实时数据，计算所需无功功率Q^*；判断Q^*是否小于等于第一阶段无功阀值Q_1N；若Q^*≤Q_1N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第一阶段无功补偿，无功功率仅由流入Crowbar电路的功率提供；若Q^*Q_1N，判断Q^*是否小于等于第二阶段无功阀值Q_2N；若Q^*≤Q_2N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第二阶段无功补偿，无功功率由阻抗源逆变器和Crowbar电路提供；若Q^*Q_2N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第三阶段无功补偿，无功功率由阻抗源逆变器、Crowbar电路和静止无功补偿器共同承担。本发明在电网故障时能最大限度地提供无功功率，帮助电网电压恢复。

技术领域

本发明属于风力发电并网控制领域，具体涉及一种电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法。

背景技术

阻抗源(Z源、准Z源、半准Z源等)直驱永磁风力发电系统具有单级控制、允许逆变桥臂直通、无需插入死区时间等优势，为进一步提高并网可靠性和降低系统成本提供了一种新思路。目前，阻抗源直驱永磁风力发电系统在电网电压故障时，多采用静止无功补偿装置或风机逆变装置来提供所需无功，而将Crowbar电路中的能量储存或者泄放，造成能量的浪费以及功率的闲置。因此，有必要设计一种结构紧凑、无功补偿能力强的阻抗源直驱永磁风力发电系统电网电压故障下的无功补偿方法。

发明内容

针对背景技术所述的缺陷或不足，本发明提供了一种电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法，提高了系统的紧凑性和无功补偿能力。

将Crowbar电路和静止无功补偿器结合，Crowbar电路的输入端接阻抗源网络电容，Crowbar电路的输出端接到静止无功补偿装置的直流侧。

一种电网电压故障下阻抗源(Z源、准Z源、半准Z源等)直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法，步骤包括：

(1.1) 采集并网点实时数据，计算所需无功功率Q^*；

(1.2) 判断Q^*是否小于等于第一阶段无功阈值 Q_1N；

(1.3) 若Q^*≤Q_1N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第一阶段无功补偿，无功功率仅由流入Crowbar电路的功率提供；

(1.4) 若Q^*Q_1N，判断Q^*是否小于等于第二阶段无功阈值 Q_2N；

(1.5) 若Q^*≤Q_2N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第二阶段无功补偿，无功功率由阻抗源逆变器和Crowbar电路提供；

(1.6) 若Q^*Q_2N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第三阶段无功补偿，无功功率由阻抗源逆变器、Crowbar电路和静止无功补偿器共同承担。

所述步骤(1.2)中第一阶段无功阈值 Q_1N由系统功率和电网电压跌落程度共同决定。

所述步骤(1.3)中第一阶段无功补偿具体包括如下步骤：

(2.1) 采集阻抗源逆变器实时数据；

(2.2) 令阻抗源逆变器q轴电流给定值为0，阻抗源逆变器不提供无功功率；