[发明专利]一种用于协调控制风力发电机组高电压穿越的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于协调控制风力发电机组高电压穿越的方法及系统，属于风力发电控制技术领域。本发明方法，包括：对风力发电机组进行实时监测，获取监测信息；对风电机组的机端电压与预设的电压阈值，及风电机组机端电压的变化率与预设的变化率阈值进行对比，获取对比结果；根据对比结果对风电机组的变流器及低压电抗器进行控制，完成对风力发电机组高电压穿越的协调控制。本发明可应用于所有风力发电厂，覆盖范围广，相对于风力发电机组本体改造，实现方便、投资小、效果更加显著。

技术领域

本发明涉及风力发电控制技术领域，并且更具体地，涉及一种用于协调控制风力发电机组高电压穿越的方法及系统。

背景技术

大规模远距离输电是解决大型清洁能源消纳和防治大气污染的重要举措，但是大规模清洁能源发电的自身特点也给电网的安全稳定运行带来了一系列的挑战，如清洁能源发电机组的高低压穿越问题，尤其是风电机组的高压穿越问题难以解决，严重制约了电网的安全以及新能源的送出。

近年来，随着风力发电机组单机容量的不断增大和总装机容量在电网中所占比例的快速提高，世界各国纷纷出台风电并网导则，对并网风电机组的稳定性、可靠性提出了日益严格的要求。其中难度较大、技术要求相对较高的当属电网电压跌落或骤升故障下的故障穿越运行。

与技术相对成熟的低电压穿越不同，目前针对电网电压骤升故障下风电机组运行与控制的研究及工程实践还比较少。近年来，发生的几次风电大规模脱网事故以及相关的研究表明，在电网故障消除后的电压恢复阶段，风电场并网接入的高压线路可能发生过电压，风场负载的突降、大容量电容补偿器的投入也会引起电网电压的骤升，并随即引起风电场脱网。

当新能源分布在距离负荷中心较远的地区时，大规模新能源一般采用常规高压或特高压直流集中送出。但是由于特高压直流存在换相失败问题，而且由于直流输电距离远、跨越地域比较广，换相失败时有发生。在换相失败期间，交流电网将产生大量的无功盈余，交流母线电压骤升，最高有可能达到1.3pu，送端交流电网风机会发生大面积脱网；当直流换相恢复后直流功率将恢复运行，送端电网功率不平衡，系统频率将大幅跌落，有可能会损失大量负荷，对电网安全运行造成很大影响。

目前还尚没有提出针对由于电网扰动故障(包括交流故障和直流故障)引起风电机组端口电压骤升进而造成大规模风电机组脱网的有效工程解决方案，导致新能源发电无法有效消纳，交直流输电通道能力受限。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于协调控制风力发电机组高电压穿越的方法，包括：

对风力发电机组进行实时监测，获取监测信息；

监测信息，包括：风电机组的机端电压和风电机组机端电压的变化率；

对风电机组的机端电压与预设的电压阈值，及风电机组机端电压的变化率与预设的变化率阈值进行对比，获取对比结果；

根据对比结果对风电机组的变流器及低压电抗器进行控制，完成对风力发电机组高电压穿越的协调控制。

可选的，预设的电压阈值，包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，且第二阈值大于第一阈值和第三阈值。

可选的，根据对比结果对风电机组的变流器进行控制，包括：

当风电机组的机端电压大于或等于第一阈值时，启动第一外部控制器，且风电机组的机端电压达到或超过预设的电压阈值的时间T大于或等于风电机组变流器无功控制确认时间的延时时间时，控制第一外部控制器确认控制指令，并向风电机组变流器发送无工启动控制指令，待风电机组变流器根据无功启动控制指令启动后，控制风电机组变流器在电网吸收感性无功功率。

可选的，根据对比结果对风电机组的低压电抗器进行控制，包括：