[发明专利]一种风电低频送出系统的交流故障穿越方法

权利要求书

1.一种风电低频送出系统的交流故障穿越方法，其特征在于，所述的交流故障穿越方法面向工频交流系统故障，其步骤如下：

步骤1：当工频交流系统发生接地故障后，观察交交变频器的子模块电容电压平均值U_cav是否高于kU_cref，其中，k为子模块电容过电压系数，U_cref为子模块电容电压额定值；

步骤2：若U_cav小于等于kU_cref，则不做任何动作，退回至步骤1；若U_cav大于kU_cref，则首先将低频系统的频率从f₁调整至f₁+1，与此同时，启动变低频电压幅值控制模式；

步骤3：风机系统在检测到f₁+1电压频率后，观察风机变流器内部的直流电压U_cw是否高于m₁U_cwref，其中，m₁表示变低频电压幅值控制模式下风机变流器直流过电压系数，U_cwref为风机变流器直流侧电压的额定值；

步骤4：若U_cw小于等于m₁U_cwref，则不做任何动作，退回至步骤3；若U_cw大于m₁U_cwref，则启动风机功率控制模式；

步骤5：若在风机功率控制模式下，风机变流器内部的直流电压U_cw进一步增大，直至超过m₂U_cwref，m₂表示风机功率控制模式下风机变流器直流过电压系数，则低频风机立即投入直流卸能电路，利用直流卸能电路保障低频风机内直流电压的稳定；

步骤2中所述的变低频电压幅值控制模式的具体控制内容为：将子模块电容电压额定值U_cref与子模块电容电压平均值U_cav作差，差值经PI控制器后，与低频电压额定幅值相加，相加值作为新的低频电压指令值对低频电压幅度进行跟踪调节；

步骤4中所述的风机功率控制模式的具体控制内容为：将风机直流侧额定电压U_cwref与风机变流器内部的直流电压U_cw作差，差值经PI控制器后，与风机MPPT控制输出的功率参考值相加，相加值作为新的风机功率指令值对风机功率进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种风电低频送出系统的交流故障穿越方法，其特征在于，所述交交变频器的拓扑结构为模块化多电平矩阵变换器或柔直背靠背变换器，其工频侧和低频侧均有功无功独立解耦控制能力，所述的工频侧采用正序、负序控制策略，负序控制策略用于控制负序电流为零。

3.根据权利要求1所述的一种风电低频送出系统的交流故障穿越方法，其特征在于，所述工频的频率为f₀，取50Hz或60Hz；低频系统的频率f₁，取50/3Hz或20Hz等频率值。

4.根据权利要求1所述的一种风电低频送出系统的交流故障穿越方法，其特征在于，所述的低频风机采用永磁直驱式风机，在正常运行情况下，其处于MPPT运行模式。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种风电低频送出系统的交流故障穿越方法，其特征在于，当工频侧的交流故障切除后，工频电压恢复正常，交交变频器将低频系统的频率从f₁+1切换为f₁；交交变频器的低频电压控制策略恢复至初始状态，即额定低频电压控制策略；风机检测到低频频率恢复至f₁后，退出可能启动的直流卸能电路和风机功率控制模式，控制策略恢复至正常状态。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种风电低频送出系统的交流故障穿越方法，其特征在于，步骤1中的k₁取1.1。