一種雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體地說，涉及一種雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電作為一種無污染、利用可再生資源的環(huán)保型發(fā)電方式，成為最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉醇夹g(shù)之一，已成為世界各國競相發(fā)展的熱點和重點，市場前景廣闊。
[0003]隨著風(fēng)力發(fā)電機組裝機容量的快速提升，其占全球總發(fā)電量的比重也越來越大。為了應(yīng)對風(fēng)力發(fā)電機組的大規(guī)模并網(wǎng)對電網(wǎng)造成的負面影響，世界各國電網(wǎng)公司也相繼出臺了嚴格的風(fēng)力發(fā)電場接入技術(shù)規(guī)定，包括對風(fēng)力發(fā)電機組的高電壓穿越能力(HowVoltage Ride-Through，簡稱HVRT)的要求。高電壓穿越能力，意味著電網(wǎng)電壓突然升高時，風(fēng)力發(fā)電機組能夠不離網(wǎng)運行，并能夠吸收電網(wǎng)的一部分無功功率，抑制電網(wǎng)電壓的進一步升高。
[0004]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)在電網(wǎng)電壓突然升高時，需要利用直流母線斬波電路進行動態(tài)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的成本增高，并且增大了雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，以簡便易行的方法實現(xiàn)了雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的高壓穿越能力。
[0006]本發(fā)明提供了一種雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，該方法包括:
[0007]實時檢測電網(wǎng)電壓；
[0008]當(dāng)檢測到電網(wǎng)電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，控制所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的網(wǎng)側(cè)變流器吸收電網(wǎng)的無功功率，并且重啟機側(cè)變流器。
[0009]其中，所述當(dāng)檢測到電網(wǎng)電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，重啟機側(cè)變流器包括:
[0010]實時檢測轉(zhuǎn)子電流或直流母線電壓；
[0011]當(dāng)檢測到轉(zhuǎn)子電流或直流母線電壓因電網(wǎng)電壓過高而升高至預(yù)設(shè)保護值時，斷開所述機側(cè)變流器，利用撬棒電路釋放所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子繞組的暫態(tài)沖擊電流，之后重啟所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)變流器。
[0012]其中，當(dāng)電網(wǎng)電壓不對稱升高時，利用轉(zhuǎn)子電壓的d軸和q軸分量，作為所述機側(cè)變流器重啟時轉(zhuǎn)子電流PI調(diào)節(jié)器輸出的指令電壓的前饋補償項。
[0013]其中，所述轉(zhuǎn)子電流的預(yù)設(shè)保護值為1500A，所述直流母線電壓的預(yù)設(shè)保護值為1300Vo
[0014]其中，所述方法還包括:
[0015]檢測所述網(wǎng)側(cè)變流器的電流；
[0016]當(dāng)所述網(wǎng)側(cè)變流器出現(xiàn)過電流時，重啟所述網(wǎng)側(cè)變流器。
[0017]其中，當(dāng)所述網(wǎng)側(cè)變流器的重啟次數(shù)大于預(yù)設(shè)值時，斷開所述網(wǎng)側(cè)變流器。
[0018]其中，所述預(yù)設(shè)值為20。
[0019]本發(fā)明帶來了以下有益效果:在本發(fā)明實施例中，為了以簡便易行的方法實現(xiàn)了雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的高壓穿越能力，本發(fā)明實施例提供了一種雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，僅需要在電網(wǎng)電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，控制雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的網(wǎng)側(cè)變流器吸收電網(wǎng)的無功功率，并且重啟機側(cè)變流器，即可使得該雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組具有高壓穿越能力，操作簡單。并且整個雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)簡單，元器件少，無需對現(xiàn)有的雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組增加硬件、進行硬件上的改造，使用成本低。
[0020]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹:
[0022]圖1是本發(fā)明實施例提供的雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實施例提供的雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法的流程示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實施例提供的機側(cè)變流器的控制原理圖。
【具體實施方式】
[0025]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0026]本發(fā)明實施例提供了一種雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，如圖1所示，該雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組包括風(fēng)機系統(tǒng)、雙饋發(fā)電機(Double Fed Induct1n Generator，簡稱DFIG)、撬棒(Crowbar)電路、機側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器、無功補償電容、濾波器、風(fēng)機箱變等結(jié)構(gòu)。
[0027]雙饋發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸連接風(fēng)機系統(tǒng)，定子繞組直接連接至電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組則通過機側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)變流器連接電網(wǎng)。其中網(wǎng)側(cè)變流器優(yōu)選為四象限整流器。網(wǎng)側(cè)變流器的輸出端并聯(lián)RC濾波器或串聯(lián)LC濾波器，以減少網(wǎng)側(cè)變流器輸出的電流的紋波；機側(cè)變流器的輸出端并聯(lián)撬棒電路，無功補償電容可濾除機側(cè)變流器輸出電流的高頻分量，雙饋發(fā)電機通過風(fēng)機箱變實現(xiàn)與電網(wǎng)的連接。
[0028]該雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)過程大致如下:首先通過風(fēng)機箱變將電網(wǎng)連接上該雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組，通過整流橋?qū)W(wǎng)側(cè)變流器的直流環(huán)節(jié)充電，充電完畢后啟動網(wǎng)側(cè)變流器。同時，待濾波器的端口電壓與電網(wǎng)電壓相位幅值相同時，閉合網(wǎng)側(cè)接觸器K1，完成網(wǎng)側(cè)變流器并網(wǎng)；網(wǎng)側(cè)變流器并網(wǎng)后，啟動機側(cè)變流器，開始對雙饋發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組勵磁，并使得雙饋發(fā)電機的定子端口電壓與電網(wǎng)電壓頻率、幅值、相位相同。最后閉合定子接觸器K2，雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)完成。
[0029]如圖2所示，為了實現(xiàn)該雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的高壓穿越能力，該雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法包括:
[0030]步驟S101、實時檢測電網(wǎng)電壓。
[0031 ] 步驟S102、當(dāng)檢測到電網(wǎng)電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，控制所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的網(wǎng)側(cè)變流器吸收電網(wǎng)的無功功率，并且重啟機側(cè)變流器。
[0032]電網(wǎng)電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，為了防止因電網(wǎng)電壓過高導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)變流器出現(xiàn)調(diào)制度飽和，進而造成網(wǎng)側(cè)變流器失控，可采用控制網(wǎng)側(cè)變流器吸收電網(wǎng)的無功功率的方式，即令網(wǎng)側(cè)變流器的無功指令值根據(jù)電網(wǎng)電壓的升高而發(fā)生一定斜率的增大。同時網(wǎng)側(cè)變流器的有功指令值保持不變，即維持直流母線電壓恒定。
[0033]從而，可保證在雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組的運行過程中，網(wǎng)側(cè)濾波電感LI上的電壓與電網(wǎng)電壓的矢量和的峰值小于直流母線電壓的實際值，即小于網(wǎng)側(cè)變流器中間支撐電容上的電壓，從而保證調(diào)制度不飽和，使得網(wǎng)側(cè)變流器可控。
[0034]另外，對于機側(cè)變流器而言，電網(wǎng)電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，需要將其進行重啟。在重啟過程中，需要實時檢測轉(zhuǎn)子電流或直流母線電壓，并根據(jù)轉(zhuǎn)子電流以及直流母線電壓的大小投入或切出撬棒電路。
[0035]具體的，當(dāng)檢測到由電網(wǎng)電壓過高而引起的轉(zhuǎn)子電流快速增大到預(yù)設(shè)保護值1500A、或直流母線電壓達到預(yù)設(shè)保護值1300V時，通過封鎖該機側(cè)變流器中的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)脈沖的方式斷開機側(cè)變流器，并投入位于雙饋