專利名稱：利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是隨機(jī)不可控制的，因而風(fēng)電機(jī)組輸出的功率和電壓也是隨機(jī)波動(dòng)的。隨著我國單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組容量的擴(kuò)大和總裝機(jī)容量在國家電網(wǎng)中所占比例的升高，造成風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響范圍從局部逐漸擴(kuò)大，并且影響程度也在加深。鑒于此背景，國家電網(wǎng)公司對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行能力提出了高電壓穿越的要求，即風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在0.9-1.3倍額定電壓(含邊界值)范圍內(nèi)時(shí)，場(chǎng)內(nèi)并網(wǎng)機(jī)組應(yīng)能正常連續(xù)運(yùn)行。但是對(duì)于風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部所有電氣零部件，其能夠承受的工作電壓范圍通常為 0. 9-1. 1倍額定電壓。對(duì)于這一問題，有兩種解決方案一種是提高風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部所有電氣零部件的工作電壓水平，另一種是采取一定措施，將風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓控制到0. 9-1. 1倍額定電壓之間。對(duì)于實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)，上述兩種方案存在以下缺陷第一種提高電氣設(shè)備工作電壓降大大增加電氣設(shè)備的成本，從而增加了機(jī)組本身的運(yùn)行成本。另一方面，如果對(duì)風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部電氣設(shè)備進(jìn)行更換，更換為可以承受1. 3倍額定電壓的電氣設(shè)備，將耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力。第二種傳統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓控制方法是，通過投放SVC和SVG等無功調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)節(jié)，但是此類設(shè)備成本較高，且較難實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的投放，不利于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制。另一方面，風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)密切相連，由于受大電網(wǎng)運(yùn)行的影響，很難有效的改變風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓。由此可見，如何能創(chuàng)設(shè)一種可實(shí)現(xiàn)高電壓穿越要求，同時(shí)利于動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制，并利于控制成本的新的利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法及其系統(tǒng)，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法及其系統(tǒng)，使其可實(shí)現(xiàn)高電壓穿越要求，同時(shí)利于動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制，并利于控制成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法，包括以下步驟A.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓Uf、無功功率A、有功功率Pf ;B.當(dāng)機(jī)端電壓Uf超過額定電壓Uref的1. 1倍時(shí)，計(jì)算無功功率指令Qom ；C.根據(jù)Qom控制雙饋發(fā)電機(jī)輸出相應(yīng)的感性無功功率。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟B包括B1.根據(jù)Uf與1. 1倍Uref之差，處理得到此時(shí)需要雙饋電機(jī)輸出的感性無功功率 ；B2.根據(jù)機(jī)組的視在功率&和有功功率Pf，計(jì)算
3此時(shí)雙饋發(fā)電機(jī)的無功功率輸出余量Qmax，計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法，其特征在于包括以下步驟A.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓Uf、無功功率A、有功功率Pf；B.當(dāng)機(jī)端電壓Uf超過額定電壓Uref的1.1倍時(shí)，計(jì)算無功功率指令Qott ；C.根據(jù)Qom控制雙饋發(fā)電機(jī)輸出相應(yīng)的感性無功功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法，其特征在于所述的步驟B包括Bi.根據(jù)Uf與1. 1倍Uref之差，處理得到此時(shí)需要雙饋電機(jī)輸出的感性無功功率W1 ； B2.根據(jù)機(jī)組的視在功率&和有功功率Pf，計(jì)算此時(shí)雙饋發(fā)電機(jī)的無功功率輸出余量Qmax,計(jì)算公式為· ·=.5Β3·當(dāng) Qpi < Qmax 時(shí)，Qout = Qpi ； Β4·當(dāng) Qpi〉Qmax 時(shí)，Q0ut — Qmaxo
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法，其特征在于所述的Qpi由PI調(diào)節(jié)器處理得到，所述的Qott由PI調(diào)節(jié)器輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法，其特征在于所述步驟A由電能質(zhì)量模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并同時(shí)將監(jiān)測(cè)到的參數(shù)傳遞給機(jī)組主控PLC ；所述步驟B由機(jī)組主控PLC對(duì)電能質(zhì)量模塊傳遞過來的參數(shù)進(jìn)行判斷和計(jì)算； 所述步驟C由風(fēng)電變流器接收無功指令，并驅(qū)動(dòng)雙饋發(fā)電機(jī)按照指令輸出相應(yīng)的無功功率。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述方法的風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓的電能質(zhì)量模塊； 對(duì)機(jī)端電壓的大小進(jìn)行判斷，并計(jì)算出無功功率指令的機(jī)組主控PLC ； 接收機(jī)組主控PLC的無功功率指令，并控制雙饋發(fā)電機(jī)輸出相應(yīng)感性無功功率的風(fēng)電變流器；以及輸出無功功率的雙饋發(fā)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種利用雙饋發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方法及其系統(tǒng)，該方法包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓、無功功率、有功功率；當(dāng)機(jī)端電壓超過額定電壓的1.1倍時(shí)，計(jì)算無功功率指令QOUT；根據(jù)QOUT控制雙饋發(fā)電機(jī)輸出相應(yīng)的感性無功功率。其應(yīng)用系統(tǒng)包括電能質(zhì)量模塊、機(jī)組主控PLC、風(fēng)電變流器以及雙饋發(fā)電機(jī)。本發(fā)明是一種以風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓為控制目標(biāo)的感性無功功率的協(xié)調(diào)控制方法，使風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓滿足機(jī)組內(nèi)部電氣設(shè)備的工作要求，以保證風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)電壓升高到1.3倍額定電壓以上時(shí)仍可以正常連續(xù)運(yùn)行，并利用雙饋發(fā)電機(jī)的有功功率和無功功率的解耦特性，實(shí)現(xiàn)雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高電壓穿越。
文檔編號(hào)H02P9/00GK102355009SQ20111030540
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者原美琳, 張憲平, 徐佳園, 汪正軍, 潘磊 申請(qǐng)人:國電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司