一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法，其包括以下步驟：步驟1、電網(wǎng)電壓判斷；步驟2、檢測儲能裝置狀態(tài)；步驟3、系統(tǒng)進入故障穿越模式，啟動儲能裝置進行儲能；步驟4、判定直流環(huán)節(jié)電壓；步驟5、勵磁裝置輸出額定勵磁電流，返回步驟1；步驟6、勵磁裝置啟動弱磁模式，勵磁裝置輸出額定勵磁電流的設定比例值E4，返回至步驟1；步驟7、風電機組直接停機。本發(fā)明利用儲能裝置對故障穿越進行一次保護，從而無需利用撬棒電路，并且利用弱磁技術進行二次保護，從而降低對儲能裝置容量和充放電速度的要求。
【專利說明】一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電機領域，尤其涉及一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著世界范圍內(nèi)風力發(fā)電的持續(xù)快速增長,風電在電網(wǎng)中所占的比例越來越大。由于風能具有間歇性、隨機性等特殊性能，風電在并網(wǎng)過程中會產(chǎn)生系列問題。其中，低電壓故障穿越就是風電并網(wǎng)的瓶頸之一，且造成的后果也最嚴重。若風電機組不具備故障穿越能力，當電網(wǎng)發(fā)生故障時，會導致風電機組大面積停機，電網(wǎng)局部有功缺失，對電網(wǎng)的穩(wěn)定性及電能質量構成威脅，造成巨大損失。
[0003]目前，較多使用的直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法一般為增加撬棒電路，以熱能形式卸載多余能量。這種方法以去除多余電量為控制目的，以實現(xiàn)故障穿越，造成了部分電量損失。且當電網(wǎng)恢復正常時，直流環(huán)節(jié)電壓會出現(xiàn)短暫的波動，嚴重時，會導致風電機組停機。
[0004]而目前的永磁風力發(fā)電機組故障穿越的方法有利用儲能裝置進行能量反饋，該方法單純依靠儲能裝置儲存故障穿越期間產(chǎn)生的多余能量，但是會存在以下缺陷:由于故障穿越時間間隔很短，要求儲能裝置的充放電速度極快，此外為了提高保護能力，儲能裝置的容量要求盡可能大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服以上缺陷，提供一種減少電量損失和當電網(wǎng)恢復正常時，減少直流環(huán)節(jié)電壓的波動的直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法。
[0006]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術方案是，一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法，其包括以下步驟:
步驟1:電網(wǎng)電壓判斷，判斷實時電網(wǎng)電壓與額定電網(wǎng)電壓的比值，當實時電網(wǎng)電壓與額定電網(wǎng)電壓之比大于或等于設定比例值El時，進入步驟2，當實時電網(wǎng)電壓與額定電網(wǎng)電壓之比小于設定比例值El時，進入步驟3 ;
步驟2:檢測儲能裝置狀態(tài)，若儲能裝置處于關閉狀態(tài)，則返回步驟1，若儲能裝置處于儲能放電狀態(tài)，則放電結束后關閉儲能裝置，返回步驟I ;
步驟3:系統(tǒng)進入故障穿越模式，啟動儲能裝置進行儲能，同時進入步驟4 ；
步驟4:判定直流環(huán)節(jié)電壓，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值小于額定直流環(huán)節(jié)電壓的設定比例值E2則進入步驟5，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值小于或等于額定直流環(huán)節(jié)電壓的設定比例值E3且大于或等于額定直流環(huán)節(jié)電壓的設定比例值E2則進入步驟6，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值大于額定直流環(huán)節(jié)電壓的設定比例值E3則進入步驟7 ；
步驟5:勵磁裝置輸出額定勵磁電流，返回步驟I ;
步驟6:勵磁裝置啟動弱磁模式，勵磁裝置輸出額定勵磁電流的設定比例值E4，返回至步驟I ;
步驟7:風電機組直接停機。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟I的設定比例值El為90%。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟4的設定比例值E2為110%，設定比例值E3為120%。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟6的設定比例值E4為80%。
[0010]本發(fā)明的有益技術效果是:利用儲能裝置對故障穿越進行一次保護，從而無需利用撬棒電路，并且利用弱磁技術進行二次保護，從而降低對儲能裝置容量和充放電速度的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實施例電路框圖；
圖2為本發(fā)明實施例系統(tǒng)框圖；
圖3為本發(fā)明實施例流程方框圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]參照圖1、圖2，本發(fā)明所述的直流勵磁直驅風電機組包含直流勵磁發(fā)電機1、機側變流器2、直流環(huán)節(jié)3、網(wǎng)側變流器4、勵磁裝置5、檢測模塊6、總控制模塊7、能量反饋裝置
8。直流勵磁發(fā)電機1、電網(wǎng)9分別通過機側變流器2、網(wǎng)側變流器4后連接直流環(huán)節(jié)3，直流環(huán)節(jié)3通過勵磁裝置5對直流勵磁發(fā)電機I進行勵磁，檢測模塊6檢測直流環(huán)節(jié)3和電網(wǎng)9的電壓，能量反饋裝置8通過直流環(huán)節(jié)3進行充電和放電，總控制模塊7根據(jù)檢測模塊6的信號控制勵磁裝置5和能量反饋裝置8的工作狀態(tài)?？偪刂颇K7包含分析計算模塊
10、能量反饋控制模塊11以及勵磁控制模塊12，分析計算模塊10對檢測模塊6輸送來的實時電壓信號進行分析，然后輸送執(zhí)行命令給能量反饋控制模塊11和勵磁控制模塊12，能量反饋控制模塊11和勵磁控制模塊12接收執(zhí)行命令后分別控制能量反饋裝置8和勵磁裝置5，以實現(xiàn)系統(tǒng)故障穿越功能。
[0014]參照圖3，一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法，其包括以下步驟: 步驟1:電網(wǎng)電壓判斷，判斷實時電網(wǎng)電壓與額定電網(wǎng)電壓的比值，當實時電網(wǎng)電壓與
額定電網(wǎng)電壓之比大于或等于90%時，進入步驟2，當實時電網(wǎng)電壓與額定電網(wǎng)電壓之比小于90%時，進入步驟3 ；
步驟2:檢測儲能裝置狀態(tài)，若儲能裝置處于關閉狀態(tài)，則返回步驟1，若儲能裝置處于儲能放電狀態(tài)，則切換放電模式，放電結束后關閉儲能裝置，返回步驟I ;
步驟3:系統(tǒng)進入故障穿越模式，啟動儲能裝置進行儲能，同時進入步驟4 ;
步驟4:判定直流環(huán)節(jié)電壓，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值小于額定直流環(huán)節(jié)電壓的110%則進入步驟5，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值小于或等于額定直流環(huán)節(jié)電壓120%且大于或等于額定直流環(huán)節(jié)電壓110%則進入步驟6，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值大于額定直流環(huán)節(jié)電壓120%則進入步驟7 ；
步驟5:勵磁裝置輸出額定勵磁電流，返回步驟I ;
步驟6:勵磁裝置啟動弱磁模式，勵磁裝置輸出額定勵磁電流的80%，返回至步驟I ;步驟7:風電機組直接停機。
【權利要求】
1.一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法，其特征在于，其包括以下步驟: 步驟1、電網(wǎng)電壓判斷，判斷實時電網(wǎng)電壓與額定電網(wǎng)電壓的比值，當實時電網(wǎng)電壓與額定電網(wǎng)電壓之比大于或等于設定比例值El時，進入步驟2，當實時電網(wǎng)電壓與額定電網(wǎng)電壓之比小于設定比例值El時，進入步驟3 ; 步驟2、檢測儲能裝置狀態(tài)，若儲能裝置處于關閉狀態(tài)，則返回步驟1，若儲能裝置處于儲能放電狀態(tài)，則放電結束后關閉儲能裝置，返回步驟I ; 步驟3、系統(tǒng)進入故障穿越模式，啟動儲能裝置進行儲能，同時進入步驟4 ； 步驟4、判定直流環(huán)節(jié)電壓，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值小于額定直流環(huán)節(jié)電壓的設定比例值E2則進入步驟5，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值小于或等于額定直流環(huán)節(jié)電壓的設定比例值E3且大于或等于額定直流環(huán)節(jié)電壓的設定比例值E2則進入步驟6，若實時直流環(huán)節(jié)電壓值大于額定直流環(huán)節(jié)電壓的設定比例值E3則進入步驟7 ； 步驟5、勵磁裝置輸出額定勵磁電流，返回步驟I ; 步驟6、勵磁裝置啟動弱磁模式，勵磁裝置輸出額定勵磁電流的設定比例值E4，返回至步驟I ; 步驟7、風電機組直接停機。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法，其特征在于，所述步驟I的設定比例值El為90%。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法，其特征在于，所述步驟4的設定比例值E2為110%，設定比例值E3為120%。
4.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法，其特征在于，所述步驟6的設定比例值E4為80%。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種直流勵磁直驅風電機組故障穿越的控制方法，其特征在于，所述步驟6的設定比例值E4為80%。
【文檔編號】H02J3/38GK103944192SQ201410203815
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權日:2014年5月15日
【發(fā)明者】鄧棟, 熊弦, 鄧琛 申請人:湘電風能有限公司