CN108011401B - 一种多风力发电机发电同步并网控制方法 - Google Patents

一种多风力发电机发电同步并网控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多风力发电机发电同步并网控制方法，通过风速传感器和各风力发电机转速传感器采集的数据，根据所有正常运行的风力发电机转速，确定多风力发电机发电系统的初步同步标准转速，进而考虑风速情况，确定多风力发电机发电系统的同步标准转速，同时控制系统计算风力发电机的转速与标准同步转速之间的转速误差，根据所得转速误差，控制系统对各个风力发电机进行变桨控制，使多风力发电机发电同步，将同步后的电流统一通过变流设备并网，实现多风力发电机发电同步并网。本发明可大大减少多风力发电机发电系统中变流设备的数量，降低系统的运营成本。

Description

一种多风力发电机发电同步并网控制方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电机控制方法，特别涉及一种多风力发电机发电同步并网控制方法。
背景技术
在国家“十二五”期间，我国风电行业发展迅速，主要体现在量的增加，截止2015年，全国风力发电量占全国总发电量的3.3％，已成为火电、水电之后的第三大电力来源；风电技术的研发虽然取得了长足的进步，但许多关键零部件还是靠进口和引进。我国“十三五”规划提出全面协调推进风电技术的开发，加快中西部地区的大型风电基地建设，全面开展中东部，南方地区分散风能资源的开发，稳妥推进海上风能的开发，完善风电产业的服务体系，推进风电产业持续健康发展。同时，《中国制造2025》也重点指出要推进新能源和可再生能源装备、智能电网用输变电的发展。所以风力发电作为新能源产业，具有重要的发展前景，是能源领域未来发展的一个重要方向。
电能变换技术是风力发电的关键环节，我国的电能变换技术不具备国际先进水平的自主研发能力，大功率变换器90%的市场份额被ABB和AMSC等国外公司占据，
尽管我国风电产业发展快速，通过研发、引进消化吸收等方式使得我国风电技术达到了国际先进水平，但仍有许多关键技术问题亟待解决。如电能变换技术就不具备国际先进水平的自主研发能力，目前我国大功率变换器90%的市场份额被ABB和AMSC等国外公司占据。电能变换技术是风力发电的关键环节，在风电发电并网过程中，一般采用的方法是每台风力发电机组发电后，先通过变流设备进行电能变换，然后将变换后的电流输送到电网，这样，风力发电机发电并网均需一台变流设备。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多风力发电机发电同步并网控制方法。本发明可调节各风力发电机转速，实现各风力发电机组发电同步，在将同步后的电流一起经过一台变流设备，以此实现减少多风力发电机发电系统变流设备数量的目的。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：
第一步：针对由多台风力发电机组构成的多风力发电机发电系统，根据每台风力发电机组转速传感器的检测数据及风速传感器的检测数据，判断风力发电机组中是否存在故障风力发电机，并对故障风力发电机进行报警处理，并踢除故障风力发电机；
第二步：根据风力发电机的转速，确定多风力发电机发电系统风力发电机的初步同步标准转速；
第三步：根据风力发电机初步同步标准转速，确定标准风速及风速跳变容许误差；并实时检测风力发电机处的风速，若风速容许误差条件下跳变，则多风力发电机发电系统风力发电机初步同步标准转速确认为多风力发电机发电系统同步标准转速；若风速的跳变较大，超出系统容许误差，回到步骤二，重新计算多风力发电机初步同步标准转速；
第四步：计算各风力发电机的转速与多风力发电机发电系统同步标准转速的差值，得出风力发电机的转速误差，将转速误差与限定值比较，转速误差大于限定值时，控制系统对各个风力发电机进行变桨控制，并实时检测各风力发电机的转速误差，直到转速误差低于限定值，则所对应风力发电机停止变桨；
第五步：控制系统完成风力发电机发电机组多风力发电机发电同步后，将同步后的电流统一通过变流设备并网，实现多风力发电机发电同步并网。
本发明的技术效果是：本发明根据风力发电机转速和风速确定多风力发电机发电系统风力发电机转速同步标准，并根据风力发电机转速与标准同步转速之间的转速误差各个风力发电机进行变桨控制，使各风力发电机组发电同步，将同步后的电流统一通过变流设备并网，实现多风力发电机发电同步并网，这样可大大减少多风力发电机发电系统中变流设备的数量，降低系统的运营成本。
附图说明
图1为本发明的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
参见图1，图1为本发明的控制流程图。本发明中多风力发电机发电同步并网控制
的具体实施步骤如下：
第一步：针对由多台风力发电机组构成的多风力发电机发电系统，根据每台风力发电机组转速传感器检测数据及风速传感器数据，判断多台风力发电机组中是否存在故障机，并对并对故障风力发电机进行报警处理，并踢除故障风力发电机。（故障风力发电机判断标准根据：1.风速数据与转速传感器数据比对；2.某风力发电机转速传感器数据与其他M台风力发电机组转速传感器数据期望值比对，已检测的故障风力发电机数据不参与比对。注：M=N-1-故障风力发电机数。）
第二步：对所有风力发电机，根据所有正常运行的风力发电机转速，确定多风力发电机发电系统风力发电机初步同步标准转速。
第三步：根据第二步确定的风力发电机初步同步标准转速，确定风速标准及风速跳变容许误差（风速标准的确立是根据风力发电机转速同步标准确定，为经验数据）。并实时检测风力发电机所处风速情况，若风速容许误差条件下跳变，则多风力发电机发电系统风力发电机初步同步标准转速确认为多风力发电机同步标准转速。若风速的跳变较大，超出系统容许误差，系统进行初始化，回到初始状态，重新计算新的初步多风力发电机同步标准转速。（注：由于多风力发电机处于同一地理位置，风速一致，当各风力发电机处于在相同物理条件时，各风力发电机转速误差较小，所以系统变桨距控制后的桨距角与初始状态系统的桨距角相距较小，所以系统初始化过程较快。）
第四步：根据风力发电机转速与第三步确认的多风力发电机同步标准转速，得出风力发电机转速与标准同步转速之间的转速初始误差，根据所得初始误差，控制系统对各个风力发电机进行变桨控制，并实时检测各风力发电机的转速误差，判断误差值是否低于限定值，若低于则所对应风力发电机停止变桨，否则继续进行变桨控制。
第五步：系统完成风力发电机发电机组多风力发电机发电同步后，将同步后的电流统一通过变流设备并网，实现多风力发电机发电同步并网。

Claims (1)

1.一种多风力发电机发电同步并网控制方法，包括以下步骤：
第一步：针对由多台风力发电机组构成的多风力发电机发电系统，根据每台风力发电机组转速传感器的检测数据及风速传感器的检测数据，判断风力发电机组中是否存在故障风力发电机，并对故障风力发电机进行报警处理，并踢除故障风力发电机；
第二步：根据风力发电机的转速，确定多风力发电机发电系统风力发电机的初步同步标准转速；
第三步：根据风力发电机初步同步标准转速，确定标准风速及风速跳变容许误差；并实时检测风力发电机处的风速，若风速在容许误差条件下跳变，则多风力发电机发电系统风力发电机初步同步标准转速确认为多风力发电机发电系统同步标准转速；若风速的跳变较大，超出系统容许误差，回到步骤二，重新计算多风力发电机初步同步标准转速；
第四步：计算各风力发电机的转速与多风力发电机发电系统同步标准转速的差值，得出风力发电机的转速误差，将转速误差与限定值比较，转速误差大于限定值时，控制系统对各个风力发电机进行变桨控制，并实时检测各风力发电机的转速误差，直到转速误差低于限定值，则所对应风力发电机停止变桨；
第五步：控制系统完成风力发电机发电机组多风力发电机发电同步后，将同步后的电流统一通过变流设备并网，实现多风力发电机发电同步并网。
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