CN104638674A - 一种高低压复合故障下直驱机组穿越方法 - Google Patents

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刘海舰
肖鹏
刘刚
孙健
梁燕
高亚春
朱斯
马步云
程林志
杨杨
史航
卢仁宝
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STATE GRID XINYUAN ZHANGJIAKOU SCENERY STORAGE DEMONSTRATION POWER PLANT CO Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
Xuchang Xuji Wind Power Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种高低压复合故障下直驱机组穿越方法，为：当电网出现低压故障时，机组通过不平衡控制策略，并进行无功优先的控制策略进行无功支撑使电网电压恢复；在电网电压恢复超过额定时且在安全可控区内采取恒压控制方案；在电网电压继续增加，超过机组变流器器件安全可控范围时，通过控制DC-Chopper电路卸荷维持功率平衡。保证机组变流器的安全，实现在高低压复合故障下的直驱机组穿越。

Description

一种高低压复合故障下直驱机组穿越方法
技术领域
本发明涉及一种高低压复合故障下直驱机组穿越方法，涉及电力电子和电机传动技术领域。
背景技术
随着风电机组的大规模并网，直驱机组的电网低压故障技术已日趋成熟，常见控制方法采用电网电压前馈控制方案，对电网低压故障进行控制，实现电网的低压故障穿越。
通用电网电压前馈方法可以实现电网的低压故障穿越，但电网低压故障伴随着高压故障，对于其复合故障，如无快速切换控制方案，则无法满足电网安全的要求，更甚至危害功率器件及机组变流器。传统的电网电压低压故障虽然达到了低压穿越的目的，但对于电网电压恢复时的高电压故障无法满足要求，因此高低压复合故障下直驱机组穿越是解决电网故障的有效方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种高低压复合故障下直驱机组穿越方法，用以解决现有技术中并没有解决高低压复合故障的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括一种高低压复合故障下直驱机组穿越方法，为：当电网出现低压故障时，机组通过不平衡控制策略，并进行无功优先的控制策略进行无功支撑使电网电压恢复；在电网电压恢复超过额定时且在安全可控区内采取恒压控制方案；在电网电压继续增加，超过机组变流器器件安全可控范围时，通过控制DC-Chopper电路卸荷维持功率平衡。
在电网出现低压故障时，电网侧变流器进行无功支撑，支撑公式为：IT＝1.5×(0.9-UT)IN,(0.2≤UT≤0.9)，UT为并网点电压标幺值，IN为额定电流。
在电网电压恢复超过额定时且在安全可控区内采取恒压控制方案，恒压控制电流公式为：Iq＝k×(UT-1.1)IN,(UT≥1.1)，k为无功电流系数，UT为并网点电压标幺值，IN为额定电流。
本发明一方面能够满足低电压穿越的要求，另一方面能够实现高电压穿越的快速切换。
该方法通过快速检测电网电压和直流母线电压，根据电网电压和母线电压值的不同采用不同的控制方式，即低电压时不平衡控制和无功优先的控制方式，高电压时恒压控制，超出安全可控区的功率平衡的控制方式。
附图说明
图1是本发明提供的直驱机组原理图；
图2是本发明提供的复合故障穿越流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，为直驱机组原理图，直驱机组包括网侧变流器，电机侧变流器，直流侧DC-Chopper电路装置。
机组变流器电网侧与电网相连，负责把机组能量并入电网，机侧与发电机相连吸收风机能量；直流侧DC-Chopper电路负责机网侧之间的不平衡能量的卸荷。功率模块采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。
网侧和机侧模块所用调制方法采用SVPWM调制能够有效的提高电压利用率。
复合故障时不平衡控制及无功优先的控制策略和恒压控制策略。额定电压以上至机组变流器安全可控范围内的恒压控制方案和非可控区的功率平衡方案。
机组变流器电网侧通过正负序分离方法快速检测电网电压变化。
当电网电压出现低压故障时，机组变流器电网侧进入低压穿越模式，同时进行电压支撑，使电网快速恢复，在此过程中若出现功率不平衡，通过DC-Chopper动作来维持功率平衡。
电压支撑公式：IT＝1.5×(0.9-UT)IN,(0.2≤UT≤0.9)，UT为并网点电压标幺值，IN为额定电流。
机组变流器电网侧在电网恢复时出现高压故障时，通过快速检测电网电压及母线电压，当电网电压在安全可控区时，机组变流器快速切换恒压控制模式，恒压控制公式为：Iq＝k×(UT-1.1)IN,(UT≥1.1)，k为无功电流系数，UT为并网点电压标幺值，IN为额定电流。
即，当电网电压大于1.1pu时或母线电压大于1.05pu时，机组变流器电网侧迅速切换至高电压穿越控制，进行恒压控制。
当电压超过安全可控区时通过DC-Chopper动作来功率平衡，保证变流器的安全穿越。
图2是复合故障穿越的流程图。
限制电网侧并网电流的有功分量，采用无功优先的原则根据额定功率、高电压幅值、无功电流分量综合计算有功电流指令，使其不过功率。
采用电网电压正负序分离的快速检测方法及时快速判断电网电压变化。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高低压复合故障下直驱机组穿越方法，其特征在于，所述方法为：当电网出现低压故障时，机组通过不平衡控制策略，并进行无功优先的控制策略进行无功支撑使电网电压恢复；在电网电压恢复超过额定时且在安全可控区内采取恒压控制方案；在电网电压继续增加，超过机组变流器器件安全可控范围时，通过控制DC-Chopper电路卸荷维持功率平衡。
2.根据权利要求1所述的高低压复合故障下直驱机组穿越方法，其特征在于，在电网出现低压故障时，电网侧变流器进行无功支撑，支撑公式为：IT＝1.5×(0.9-UT)IN,(0.2≤UT≤0.9)，UT为并网点电压标幺值，IN为额定电流。
3.根据权利要求1或者2所述的高低压复合故障下直驱机组穿越方法，其特征在于，在电网电压恢复超过额定时且在安全可控区内采取恒压控制方案，恒压控制电流公式为：Iq＝k×(UT-1.1)IN,(UT≥1.1)，k为无功电流系数，UT为并网点电压标幺值，IN为额定电流。
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