[发明专利]一种风电机组高低电压故障穿越监测方法及系统

说明书

本发明涉及风力发电电气控制及智慧风电技术领域，具体的是一种风电机组高低电压故障穿越监测方法及系统，方法包括如下步骤：实时采集风电变流器并网三相电流和电网三相电压，对电网电压进行正负序分离并锁相，得到电网电压锁相角；采用电网锁相角对电网三相电压、并网三相电流进行坐标变换，得到静止坐标系下电网电压和并网电流在两相旋转坐标系下的分量；根据两相旋转坐标系下的电网电压和并网电流计算得到电网电压水平、并网有功功率、并网无功功率，本方法能够在线实时监测风电机组的并网发电状态，在电网发生高电压或低电压故障时，能够对风电机组的高低电压故障穿越过程进行实时在线监测和评估，为智慧风电提供重要支撑。

技术领域

本发明涉及风力发电电气控制及智慧风电技术领域，具体的是一种风电机组高低电压故障穿越监测方法及系统。

背景技术

风力发电是一种清洁高效的可再生能源，为了助力国家实现“2030年碳达峰和2060年碳中和”愿景目标，国家一直在大力发展风力发电技术。目前风能电力装机容量占电网总装机容量的10％以上，并且占比还在不断攀升。相比于传统火电、水电等能源，风能波动大，准确的功率预测困难，因此风能在电网中的高渗透率会导致电力系统稳定性下降。为了提升风电机组的利用率，增强风电机组对电网的支撑能力，国家标准要求风力发电机组具备高电压和低电压故障穿越能力，规定电网在标准范围内发生电压故障时风力发电机组要保持并网运行并且提供无功支撑帮助电网恢复正常。

电网发生高电压或者低电压故障时，一方面要求风电变流器控制机组不脱网，同时要求机组根据电网电压水平向电网注入或吸收大小不同无功功率，其中无功功率的注入量和响应速率关系到机组对电网支撑能力，也是标准中规定的重要内容。在满足不脱网运行和无功注入的基础上，变流器还需要尽可能地向电网注入有功功率，降低变流器因能量不能及时输入电网导致的变流器内部故障。

风电机组中的高低电压故障穿越功能实现有赖于主控、变桨、变流三大电控子系统的配合，其中变流器是实现高低电压故障穿越的关键核心部件。目前变流器在匹配不同机组型式试验时都会进行高低电压穿越能力测试，但是在实际风场运行时，风电机组的高低电压穿越能力究竟如何，缺乏有效的实时在线评估手段。

发明内容

为了对风电机组的高低电压穿越能力进行实时在线检测和评估，本发明提出了一种风电机组高低电压故障穿越监测方法。

一种风电机组高低电压故障穿越监测方法，包括如下步骤：

步骤一，实时采集风电变流器并网三相电流i_abc和电网三相电压v_{g_abc}，对电网电压进行正负序分离并锁相，得到电网电压锁相角；具体如何得到电网电压锁相角的计算方法为本领域公知的方法。

步骤二，采用电网锁相角对电网三相电压v_{g_abc}、并网三相电流i_abc进行abc/dq坐标变换，得到静止坐标系下电网电压和并网电流在两相旋转坐标系下的分量；具体如何计算得到静止坐标系下电网电压和并网电流在两相旋转坐标系下的分量的方法为本领域公知的。

步骤三，根据两相旋转坐标系下的电网电压和并网电流计算得到电网电压水平v_{g_PU}、并网有功功率P_g、并网无功功率Q_g，此时的电网电压水平v_{g_PU}定义为电网电压标幺值v_{g_PU}；具体如何通过电网电压和并网电流计算得到电网电压标幺值v_{g_PU}、并网有功功率P_g、并网无功功率Q_g的方法为本领域公知的。