[发明专利]一种双馈风电机组多模式运行方式

说明书

本发明公开了一种双馈风电机组多模式运行方式，多模式包括二模式和三模式，利用高额定电压母线与低额定电压母线间的换挡实现二模式运行；在二模式基础上，利用全功率鼠笼异步发电模式与二模式的相互转换实现三模式运行。本方式可实现双馈风电机组的宽转速范围运行，满足宽电压和高低(零)电压穿越和高低电网频率短时运行要求，整机电气传动链效率高。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是一种双馈风电机组多模式运行方式。

背景技术

新能源风力发电机组在中国电力系统中占有较大比重，全球风电机组装机中双馈风力机组目前占据主要大约50％份额。国内在新能源装机、运行容量不断增加的同时，电网也在大力发展大区域、大跨度的特高压和超特高压交直流输电，把偏远的西北及“三北”地区新能源和其他能源大跨度输到沿海三大负荷中心和中部负荷中心。

特高压和超高压的(交)直流输电线路、换流站的整流侧和逆变侧的交流母线会面临暂时高低(零)电压穿越和高低频率短时运行的问题，同时会波及换流站整流侧上游和换流站逆变侧下游35KV、110KV、220KV、330KV的电压等级以下新能源发电机组，尤其是风力发电机组的运行。

特高压和超高压的(交)直流输电线路和换流站的整流侧交流母线上，换流站故障会导致出现1.3-1.4pu.暂时高电压，逆变侧故障会导致出现1.7pu.暂时过电压，同时还会非周期出现1.15-2.0pu.暂时高电压。海上大型风电场远距离柔性直流输电也会出现以上类似暂时高电压。

云贵川西藏高原高山上，风电场单回路、长距离出线(5～20km左右)中，超十几台(10～20台左右)风力发电机组运行，在发电周期性最大最小变化、首端和末端风力发电机组上网电压“上翘”和“下落”时，需要风力发电机组满足较大无功功率调节出口电压稳定运行或宽额定电压运行和高低(零)电压穿越、高低频率短时运行要求。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种发电效率高、运行范围广、能够满足宽额定电压运行和暂时高低(零)电压穿越运行和高低频率短时运行要求的双馈风电机组多模式运行方式。

本发明实施例采用技术方案如下：

一种双馈风电机组多模式运行方式，其中，所述多模式包括二模式和三模式，利用高额定电压母线(发电机开口电压高)与低额定电压母线(发电机开口电压低)间的换挡实现二模式运行；在二模式基础上，利用全功率鼠笼异步发电模式与二模式的相互转换实现三模式运行。

作为优选方式，所述模式一采用高开口电压双馈发电方式运行，所述模式二采用低开口电压双馈发电方式运行；所述模式三采用全功率鼠笼异步发电方式运行。

作为优选方式，高额定电压母线换挡为低额定电压母线，实现模式一转模式二；低额定电压母线换挡为高额定电压母线，实现模式二转模式一。

作为优选方式，双馈风电机组由低开口电压双馈发电运行方式动态转换为全功率鼠笼异步发电运行方式，实现模式二转模式三；双馈风电机组由全功率鼠笼异步发电运行方式动态转换为低开口电压双馈发电运行方式，实现模式三转模式二。

作为优选方式，双馈风电机组多模式转换运行时，动态调节双馈风电机组 P-n_p功率曲线上的P₅₀(n_p)值，P_fg(n_p)＝P₅₀(n_p)*50/fg(pu.)，fg表示风电场电网实际频率(fg≥50)，n_p表示转速标幺值，P₅₀(n_p)表示风电场电网实际频率为50Hz 时P-n_p功率曲线的稳态上网有功功率。

作为优选方式，双馈风电机组多模式转换运行时，根据电网频率分段设置超速区域变流器机侧电流、电压运行上限值，风电机组主控制器根据所述电流、电压运行上限值动态调节电气限值。