[发明专利]一种风力发电机组黑启动电网故障穿越方法

说明书

本发明公开了一种风力发电机组黑启动电网故障穿越方法，该方法主要针对采用全功率变流器并网的直驱或半直驱永磁同步风力发电机组，为机组作为黑启动电源时的电网故障穿越方法，包括：1)等待故障触发状态；2)调制闭锁状态；3)重新调制状态；4)重新建压状态；5)电源工作状态。采用本发明方法后，在高压侧断路器合闸瞬间全功率变流器出现过压或过流后，可自动执行故障穿越动作，机组依旧持续黑启动建压，实现故障穿越。

技术领域

本发明涉及风力发电机组黑启动控制的技术领域，尤其是指一种风力发电机组黑启动电网故障穿越方法。

背景技术

依据现有电网运行规程要求，风电场上电需进行逐级合闸反送电工作。因此，当海上风力发电机组作为黑启动电源时，网侧完成建压后，需闭合升压变压器高压断路器，投入该断路器后侧所带负载。而负载通常由该机组所在回路的集电线路海缆及改回路其它风力发电机组的升压变压器及风力发电机组负载组成，见图1。在断路器合闸瞬间，需对海缆及升压变压器进行建压充磁，并会导致较大的励磁涌流或操作过压。而常规变流器在此情况下会由于较大的励磁涌流导致报出过流故障或因操作过压报出过压故障，导致机组停机黑启动失败。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种风力发电机组黑启动电网故障穿越方法，在高压断路器合闸瞬间全功率变流器出现过压或过流后，自动执行故障穿越动作，机组依旧持续黑启动建压，实现故障穿越。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风力发电机组黑启动电网故障穿越方法，该方法主要针对采用全功率变流器并网的直驱或半直驱永磁同步风力发电机组，为机组作为黑启动电源时的电网故障穿越方法，包括以下步骤：

1)等待故障触发状态

通过全功率变流器的变流控制器直接采集并网点三相电压有效值及三相电压瞬时值，通过全功率变流器的网侧逆变器反馈网侧三相电流有效值及三相电流瞬时值给变流控制器；所述变流控制器依据控制和通讯周期，刷新内部数据：并网点三相电压有效值、三相电压瞬时值、网侧三相电流有效值和三相电流瞬时值，并等待过压故障及过流故障触发，一但故障触发进入调制闭锁状态；

2)调制闭锁状态

变流控制器对网侧所有触发脉冲发出低电平信号，闭锁关断网侧逆变器的IGBT模块，并等待时间T_block，T_block时间到达后进入重新调制状态；其中，所述触发脉冲为PWM脉冲信号，用于控制IGBT模块的导通和闭锁关断，高电平信号下IGBT模块导通，低电平信号下IGBT模块闭锁关断；

3)重新调制状态

变流控制器对网侧逆变器重新开启发出脉冲信号，并控制网侧设定参考电压U_ref为0，持续时间为T_restart，T_restart达到后进入重新建压状态；

4)重新建压状态

参考电压U_ref从0开始重新建压达到设定目标电压U_set，建压采用设定斜率Ramp进行升压，或者参考电压U_ref根据全功率变流器计算周期定步长ΔU增加直至设定电压不再上升；当变流控制器检测到并网点三相电压有效值建压达到设定值U_set，再持续时间达到T_set后进入电源工作状态；

5)电源工作状态

全功率变流器顺利完成穿越动作，进入网侧控制维持电网电压工作状态，即全功率变流器控制并网点三相电压有效值维持在U_set的工作状态。