專利名稱：永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)有功和無功協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種永磁直驅(qū)風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組功率控制方法，可提高風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)的穩(wěn)定性，并對(duì)電網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)無功支持，屬發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，并網(wǎng)直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越問題已引起風(fēng)機(jī)廠商的高度重視。通過全功率變流器并網(wǎng)的永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)組，其實(shí)現(xiàn)低電壓穿越的關(guān)鍵技術(shù)問題在于維持變流器直流環(huán)節(jié)電容電壓的穩(wěn)定。傳統(tǒng)技術(shù)方案主要是通過在直流側(cè)安裝卸荷電路、儲(chǔ)能裝置消納多余的能量，或并聯(lián)輔助變流器増加直流側(cè)功率的輸出通道。這些方法均需増加外部硬件電路，不但增加了變流器的體積及成本，使控制器變得復(fù)雜，而且還會(huì)造成風(fēng)電機(jī)組的有功損失。同時(shí)，在電網(wǎng)電壓跌落吋，由于網(wǎng)側(cè)變流器的限流使風(fēng)電機(jī)組無法對(duì)電網(wǎng)提供及時(shí)的動(dòng)態(tài)無功支持，對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的恢復(fù)幾乎沒有貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組有功和無功協(xié)調(diào)控制方法，在不增加外部硬件電路的前提下，提高風(fēng)電機(jī)組的低壓穿越能力，并對(duì)電網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)無功支持。本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)有功和無功協(xié)調(diào)控制方法，它根據(jù)電網(wǎng)電壓幅值的變化對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器采用兩種不同的控制策略當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時(shí)，為有功優(yōu)先的最大功率跟蹤控制模式，使風(fēng)電機(jī)組最大限度地捕獲風(fēng)能；當(dāng)電網(wǎng)電壓超出正常范圍時(shí)，為無功優(yōu)先控制模式，使注入電カ系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無功電流達(dá)到并網(wǎng)要求；機(jī)側(cè)變流器則采用基于轉(zhuǎn)子儲(chǔ)能的直流電壓控制模式，即利用永磁直驅(qū)風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組自身轉(zhuǎn)速及動(dòng)能的變化，緩解變流器直流側(cè)功率不平衡，穩(wěn)定直流電壓。上述永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)有功和無功協(xié)調(diào)控制方法，網(wǎng)側(cè)與機(jī)側(cè)變流器的具體控制方法如下
a.網(wǎng)側(cè)變流器控制模式
①當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓正常，即O. 9 < Kg < I. I吋，網(wǎng)側(cè)變流器采用最大功率跟蹤控制策略，對(duì)永磁直驅(qū)風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有功控制，其中，匕為風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值；發(fā)電機(jī)有功參考指令jV為
權(quán)利要求
1.一種永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)有功和無功協(xié)調(diào)控制方法，其特征是，它根據(jù)電網(wǎng)電壓幅值的變化對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器采用兩種不同的控制策略當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時(shí)，為有功優(yōu)先的最大功率跟蹤控制模式，使風(fēng)電機(jī)組最大限度地捕獲風(fēng)能；當(dāng)電網(wǎng)電壓超出正常范圍時(shí)，為無功優(yōu)先控制模式，使注入電カ系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無功電流達(dá)到并網(wǎng)要求；對(duì)機(jī)側(cè)變流器則采用基于轉(zhuǎn)子儲(chǔ)能的直流電壓控制模式，利用永磁直驅(qū)風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組自身轉(zhuǎn)速及動(dòng)能的變化，緩解變流器直流側(cè)功率不平衡，穩(wěn)定直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)有功和無功協(xié)調(diào)控制方法，其特征是，網(wǎng)側(cè)與機(jī)側(cè)變流器的具體控制方法如下 a.網(wǎng)側(cè)變流器控制模式 ①當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓正常，即0.9< Kg < 1.1，其中，Kg為風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值，網(wǎng)側(cè)變流器采用最大功率跟蹤控制策略，對(duì)永磁直驅(qū)風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有功控制 發(fā)電機(jī)有功參考指令ふ為
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)有功和無功協(xié)調(diào)控制方法，其特征是，在網(wǎng)側(cè)變流器的有功電流控制環(huán)節(jié)設(shè)置有功電流的上限值Jg dmax和下限值Jg η，將有功電流的取值范圍限制為ig—dmin エ -^g_dmax °
全文摘要
一種永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)有功和無功協(xié)調(diào)控制方法，它根據(jù)電網(wǎng)電壓幅值變化對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器采用兩種不同的控制策略當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時(shí)，為有功優(yōu)先的最大功率跟蹤控制模式，使風(fēng)電機(jī)組最大限度地捕獲風(fēng)能，當(dāng)電網(wǎng)電壓超出正常范圍時(shí)，為無功優(yōu)先控制模式，使注入電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無功電流達(dá)到并網(wǎng)要求。機(jī)側(cè)變流器則采用基于轉(zhuǎn)子儲(chǔ)能的直流電壓控制模式，利用永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自身轉(zhuǎn)速及動(dòng)能的變化，緩解變流器直流側(cè)功率不平衡，穩(wěn)定直流電壓。本發(fā)明根據(jù)電網(wǎng)電壓的幅值變化實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓突變前后風(fēng)電機(jī)組有功和無功的協(xié)調(diào)控制，它通過釋放或儲(chǔ)存轉(zhuǎn)子動(dòng)能來抑制直流母線電壓的波動(dòng)，從而提高了永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力，并向電網(wǎng)快速準(zhǔn)確的提供無功功率支持，對(duì)電網(wǎng)電壓的恢復(fù)起到一定的支持作用。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102664427SQ201210166079
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者任亞釗, 李和明, 王毅, 董淑恵 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)