CN101964532A - 一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法 - Google Patents

一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法 Download PDF

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董健
纪国瑞
潘磊
张大同
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Abstract

本发明涉及一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法，(1)变频器系统将检测到的低电压穿越信号发送至风机控制系统的主控系统；(2)主控系统分别向动作模块、故障屏蔽模块和状态监测模块发送低电压穿越触发信号；(3)动作模块对双馈式风力发电机进行限转速调节；主控系统向变桨系统发送控制信号；(4)故障屏蔽模块对部分变频器所测量的电压信号和部分变桨系统的状态信号、速度变化率进行故障屏蔽；(5)状态监测模块对变桨系统的变桨速度、双馈式风力发电机的转速、变频器的电压信号及变频器状态进行监测；(6)由判断模块判定风机控制系统是否进入低电压穿越恢复阶段，进入后若出现故障，则风力发电机组停止工作；反之，系统继续进行并网发电。本发明可以广泛应用于风电行业中。

Description

一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法
技术领域
本发明涉及一种低电压穿越控制方法，特别是关于一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法。
背景技术
近年来，中国风电行业进入超高速发展阶段，装机容量连年翻番。然而，随着风电的大规模发展，大规模风电场接入电网的技术要求也在不断提高。对风电机组而言，其中十分重要的一项技术要求就是风电机组的低电压穿越能力。低电压穿越是指当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在一定电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。这使得变速恒频风力发电技术在兆瓦级以上风力发电机的应用成为研究热点，但是对于风机控制系统而言，在电压跌落下，在原有控制策略的基础上如何保证风机正常运行是亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种实用性较强、能实现低电压穿越功能的双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法，其包括以下步骤：(1)风机控制系统在并网发电运行时，变频器系统将检测到的低电压穿越信号发送至风机控制系统的主控系统内；(2)主控系统根据低电压穿越启动信号分别向一动作模块、一故障屏蔽模块和一状态监测模块发送低电压穿越触发信号；(3)当双馈式风力发电机达到额定功率时，动作模块根据低电压穿越触发信号对双馈式风力发电机进行限转速调节，同时，主控系统向变桨系统发送控制信号，调节变桨系统的变桨速度；(4)故障屏蔽模块根据低电压穿越触发信号，对部分变频器所测量的电压信号和部分变桨系统的状态信号、速度变化率进行故障屏蔽；(5)状态监测模块根据低电压穿越触发信号，对变桨系统的变桨速度、双馈式风力发电机的转速、变频器的电压信号及变频器状态进行监测；(6)经所述步骤(3)～步骤(5)调节后的信号均输入判断模块内，判断模块判定风机控制系统是否进入低电压穿越恢复阶段，进入低电压穿越恢复阶段后，若出现故障，则风力发电机组停止工作；反之，系统继续进行并网发电。
所述步骤(1)中，当所述变频器系统检测到低电压穿越信号时，采用变频器的直接转矩控制方式，控制风力发电机的转矩。
所述主控系统采用1.5MW双馈式风力发电机组控制系统的控制方式。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用在现有技术的1.5MW双馈式风电机组机型基础上，通过改进协调整个风机控制系统的主控系统与变桨系统、变频器系统的控制方式，实现对风机控制系统进行优化控制，使其具有较强的实用性，应用较为广泛。2、本发明由于采用动作模块、故障屏蔽模块和状态监测模块与主控系统进行配合，有效地对变浆系统和变频系统进行调节，因此在符合国电电网并网导则针对低电压穿越功能要求的标准及规定下，使本发明具有较强的通用性。3、本发明由于采用判断模块根据输入的各种信号判定风机控制系统是否进入低电压穿越恢复阶段，因此使本发明具有较好的监测效果。本发明可以广泛应用于风电行业中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明的双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法，在保证低电压穿越期间风力发电机组以及各子系统能够正常供电的情况下，在现有的1.5MW双馈式风电机组的基础上，通过改进协调整个风机控制系统的主控系统与变桨系统、变频器系统的控制方式，实现对风机控制系统进行优化控制，其步骤如下：
1)风机控制系统在并网发电运行时，当变频器系统检测到有低电压穿越信号时，则向风机控制系统的主控系统发送低电压穿越启动信号，触发风机控制系统进入低电压穿越状态；
2)主控系统根据低电压穿越启动信号分别向一动作模块、一故障屏蔽模块和一状态监测模块发送低电压穿越触发信号；
3)动作模块根据低电压穿越触发信号，当双馈式风力发电机达到额定功率时，动作模块依据可编程逻辑控制策略(PLC)对双馈式风力发电机进行限转速调节，同时，主控系统向变桨系统发送控制信号，调节变桨系统的变桨速度，调节后风机控制系统正常监测变桨速度及双馈式风力发电机转速；当双馈式风力发电机未达到额定功率，则不需调节双馈式风力发电机转速和变桨系统的变桨速度；
4)故障屏蔽模块根据低电压穿越触发信号，对部分变频器所测量的电压信号和部分变桨系统的状态信号、速度变化率进行故障屏蔽，其余部分信号仍由风机控制系统正常监测；
5)状态监测模块根据低电压穿越触发信号，对变桨系统的变桨速度、双馈式风力发电机的转速、变频器的电压信号及变频器状态进行监测，风机控制系统将持续监测未经状态监测模块监测的信号；
6)上述步骤3)～5)中，经各步骤调节后的信号均输入判断模块内，判断模块基于低电压穿越标准、风力发电机组自身的电机和控制器的控制性能，并根据输入的各种信号判定风机控制系统是否进入低电压穿越恢复阶段，当进入低电压穿越恢复阶段后，若出现任何一种故障，则风力发电机组停止工作；否则，系统继续进行并网发电，低电压穿越成功。
上述步骤1)中，当变频器系统检测到低电压穿越信号时，采用现有技术中变频器的直接转矩控制方式，控制风力发电机的转矩。
上述实施例中，主控系统采用1.5MW双馈式风力发电机组控制系统的控制方式。
综上所述，本发明能够实现当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在一定电压跌落的范围内，风力发电机控制系统在逻辑控制上保证1.5MW双馈式风电机组能够不间断并网运行，并能够符合国家电网并网导则对低电压穿越功能的要求。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (3)

1.一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法，其包括以下步骤：
(1)风机控制系统在并网发电运行时，变频器系统将检测到的低电压穿越信号发送至风机控制系统的主控系统内；
(2)主控系统根据低电压穿越启动信号分别向一动作模块、一故障屏蔽模块和一状态监测模块发送低电压穿越触发信号；
(3)当双馈式风力发电机达到额定功率时，动作模块根据低电压穿越触发信号对双馈式风力发电机进行限转速调节，同时，主控系统向变桨系统发送控制信号，调节变桨系统的变桨速度；
(4)故障屏蔽模块根据低电压穿越触发信号，对部分变频器所测量的电压信号和部分变桨系统的状态信号、速度变化率进行故障屏蔽；
(5)状态监测模块根据低电压穿越触发信号，对变桨系统的变桨速度、双馈式风力发电机的转速、变频器的电压信号及变频器状态进行监测；
(6)经所述步骤(3)～步骤(5)调节后的信号均输入判断模块内，判断模块判定风机控制系统是否进入低电压穿越恢复阶段，进入低电压穿越恢复阶段后，若出现故障，则风力发电机组停止工作；反之，系统继续进行并网发电。
2.如权利要求1所述的一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中，当所述变频器系统检测到低电压穿越信号时，采用变频器的直接转矩控制方式，控制风力发电机的转矩。
3.如权利要求1或2所述的一种双馈式风力发电机组低电压穿越控制方法，其特征在于：所述主控系统采用1.5MW双馈式风力发电机组控制系统的控制方式。
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