[发明专利]风力发电机组低电压穿越控制方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种风力发电机组低电压穿越控制方法、装置及系统，该方法包括：电网调度控制器确定风电场在电网故障时的最低功率值；风电场的场级控制器接收电网调度控制器发送的对应的最低功率值，并将对应风电场内各风力发电机组感测得到的风资源信息输入到预先训练好的功率预测模型中，得到风电场内各风力发电机组对应的预测功率值，并对风电场内各风力发电机组的预测功率值按照从大到小进行优先级排序；场级控制器控制优先级排在前N位的风力发电机组在电网故障时不脱网，以预设的低电压穿越运行策略运行，控制其它风力发电机组在电网故障时脱网运行。实施本发明能在各风机侧用最小的低电压穿越的软硬件代价，在电网故障时保证电网的正常运行。

技术领域

本发明涉及风力发电机领域，特别涉及一种风力发电机组低电压穿越控制方法、装置及系统。

背景技术

随着社会经济的发展，电力资源已经成为人们生活的必需品。除了传统的火力发电和水力发电等方式之外，新兴的风力发电和核发电等方式也发挥重要的作用。由于风力发电具有清洁、可再生、不破坏地理环境等优点，其应用越来越广泛。然而，由于风力具有不稳定的特性，所以对风力发电的控制也尤为关键。

风力发电机机组是采集风能，将风能转换为电能的重要工具。对于风电机组而言，风电机组所在电网的电压工作情况直接影响风电机组的工作状态，现有技术中，当风电机组所在电网由于扰动或者故障，电压跌落至预设阈值时，风电机组进入到低电压工作区域。目前电网对各个风力发电机组的要求是：当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行，此功能称为风力发电机组的低电压穿越功能。

由于现在大规模风电机组集中接入给电力系统带来了许多新问题，其中低电压穿越能力是非常重要的一项。对于各种类型的风力发电机组都需要具备低电压穿越能力。比如永磁直驱风机采用了无增速齿轮箱、叶轮直接驱动多极低速永磁同步发电机的变速恒频风力发电技术，风机通过全功率变流器并网，实现了发电机和电网的完全解耦，风机的并网特性主要取决于变流器电网侧的技术性能。

目前的永磁直驱机组的低电压穿越能力主要体现在两个方面：1)低电压穿越期间，通过并联于直流母线的制动单元，保持有功功率平衡；2)低电压穿越期间，网侧变流器通过输出无功电流来支撑电网电压恢复。其中，现有的针对风力发电的控制策略为：正常运行状态下，变流控制器根据风力发电机组的主控制器的指令向电网提供无功电流。当电网发生故障，执行低电压穿越时，主控制器的指令被切断，变流控制器直接按照风力发电机组的机端电压的跌落程度向电网发送无功电流，以帮助恢复电网电压。当故障被清除时，变流控制器输出的无功电流瞬间跌落至零。

目前对低电压穿越能力都是要求各个风力发电机组都要满足相应的要求，也就是说，各个风力发电机组都要匹配响应的硬件及软件资源，并在每次电网出现低电压时都要运行相应的低电压穿越策略，以消耗对应的硬件和软件资源。然而，实际对电网来说，只要在低电压出现时，各风力发电机组不要出现大面积的脱网，就不会对电网出现过大的冲击，待电压恢复正常时，即可正常运行。

因此，亟待提出一种风力发电机组低电压穿越控制方法、装置及系统，其能在各风机侧用最小的低电压穿越的软硬件代价，在电网故障时保证电网的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种风力发电机组低电压穿越控制方法、装置及系统，以实现在各风机侧用最小的低电压穿越的软硬件代价，在电网故障时保证电网的正常运行。

具体而言，本发明提供一种风力发电机组低电压穿越控制方法，包括步骤：

电网调度控制器根据每个风电场的出功能力以及维持区域电网稳定所需的总功率，确定每个风电场在电网故障时的最低功率值；

风电场的场级控制器接收电网调度控制器发送的对应的所述最低功率值，并将对应风电场内各风力发电机组感测得到的风资源信息输入到预先训练好的功率预测模型中，得到风电场内各风力发电机组对应的预测功率值，并对风电场内各风力发电机组的预测功率值按照从大到小进行优先级排序；