CN108574297B - 风力发电机组的逆变器控制方法、装置和系统 - Google Patents

风力发电机组的逆变器控制方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种风力发电机组的逆变器控制方法、装置和系统。其中，控制方法包括：周期性地获取风力发电机组的并网电压数据，并网电压数据包括电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值；根据获取的当前周期的并网电压数据确定是否进入低压穿越波动状态；如果确定正在进入低压穿越波动状态，则将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。采用本方案可以增强低压穿越控制的稳定性。

Description

风力发电机组的逆变器控制方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组的逆变器控制方法、装置和系统。
背景技术
在风力发电机组的运行过程中，当电网由于扰动或故障，电网电压值瞬间跌落至0.9PU.(Per Unit，标幺值)以下时，风力发电机组的控制系统可通过调整控制策略实现在电网电压故障期间的不间断并网运行。其中，风力发电机组的逆变器执行主要的低压穿越控制。在逆变器的低压穿越控制策略中，通过该三相锁相环获取电网电压的相位角，并全程采用锁相环输出的相位角进行低压穿越控制。
但是，当低压跌落至较低时，由于电网电压值较低并且存在电压波形的畸变问题，使得三相锁相环对于电网电压相位角的锁定出现误差，从而造成无功电流和有功电流等控制量出现偏差，严重时会导致控制系统不稳定，影响风力发电机组的低压穿越控制，甚至导致低压穿越失败，以及导致更严重的电网故障。因此，现有技术中风力发电机组的逆变器的低压穿越控制策略中，存在当电网电压跌落至较低区域时造成电网电压相位角波动幅度较大，无法准确测量的问题，从而给低压穿越控制带来较大风险。
发明内容
本发明的实施例提供一种风力发电机组的逆变器控制方法、装置和系统，以解决电网电压跌落至较低区域造成的电网电压相位角测量不准确的问题，进而增强风力发电机组的逆变器进行低压穿越控制的稳定性，提升低压穿越的成功率。
为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种风力发电机组的逆变器控制方法，包括：周期性地获取风力发电机组的并网电压数据，所述并网电压数据包括电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值；根据获取的当前周期的并网电压数据确定是否进入低压穿越波动状态；如果确定正在进入低压穿越波动状态，则将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和所述电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据所述第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
可选地，还包括：如果已经进入低压穿越波动状态，则根据所述电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据所述当前周期的第二电网电压相位角值和所述电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
可选地，还包括：如果已经进入低压穿越波动状态，则在获取的当前周期的电网电压值由小于或等于第一电压阈值变化为大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器；其中，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值。
可选地，所述电网电压值在设定时间段内持续大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
可选地，所述根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和所述电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值，包括：获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与第一电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
可选地，所述根据所述电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值，包括：获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与在前一周期计算出的第二电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
可选地，所述确定正在进入低压穿越波动状态，包括：如果获取的当前周期的电网电压值小于或等于第一电压阈值，且获取的前一周期的电网电压值大于第一电压阈值，则确定正在进入低压穿越波动状态。
可选地，所述已经进入低压穿越波动状态，包括：如果获取的当前周期和前一周期的电网电压值均小于或等于第一电压阈值，则确定已经进入低压穿越波动状态。
根据本发明的另一方面，本发明的实施例还提供一种风力发电机组逆变器控制装置，包括：获取模块，用于周期性地获取风力发电机组的并网电压数据，所述并网电压数据包括电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值；判断模块，用于根据获取的当前周期的并网电压数据确定是否进入低压穿越波动状态；计算模块，用于如果确定正在进入低压穿越波动状态，则将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和所述电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值；控制模块，用于根据所述第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
可选地，所述计算模块还用于如果已经进入低压穿越波动状态，则根据所述电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值；所述控制模块还用于根据所述当前周期的第二电网电压相位角值和所述电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
可选地，所述控制模块还用于如果已经进入低压穿越波动状态，则在获取的当前周期的电网电压值由小于或等于第一电压阈值变化为大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器；其中，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值。
可选地，所述控制模块还用于在所述电网电压值在设定时间段内持续大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
可选地，所述计算模块包括第一计算单元，用于获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与获取的前一周期的第一电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
可选地，所述计算模块包括第二计算单元，用于获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与在前一周期计算出的第二电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
可选地，所述判断模块用于如果获取的当前周期的电网电压值小于或等于第一电压阈值，且获取的前一周期的电网电压值大于第一电压阈值，则确定正在进入低压穿越波动状态。
可选地，所述判断模块用于如果获取的当前周期和前一周期的电网电压值均小于或等于第一电压阈值，则确定已经进入低压穿越波动状态。
根据本发明的另一方面，本发明的实施例还提供一种风力发电机组的逆变器控制系统，包括上述任一项的风力发电机组的逆变器控制装置；还包括：电压检测设备，用于检测所述风力发电机组并网的电网电压数据；电网电压处理模块，用于根据所述并网电压数据获取电网电压值；锁相环模块，用于根据所述并网电压数据获取电网电压相位角值和电网频率值。
本发明实施例的风力发电机组的逆变器控制方法、装置和系统，通过周期性地获取风力发电机组的并网电压数据，在根据获取的并网电压数据确定进入低压穿越状态时，根据前一周期获取的电网电压相位角和电网频率来计算当前周期的电网电压相位角，进而根据计算得到的当前周期的电网电压相位角来生成控制网侧逆变器的控制指令，避免根据过低的电网电压值所测量的不准确电网电压相位角来控制网侧逆变器，从而增强风力发电机组的逆变器进行低压穿越控制的稳定性，提升低压穿越的成功率，保证电网的稳定性。
附图说明
图1为本发明的实施例一的风力发电机组的逆变器控制方法的流程图；
图2为本发明的实施例二的风力发电机组的逆变器控制方法的流程图；
图3为本发明的实施例三的风力发电机组的逆变器控制装置的结构框图；
图4为本发明的实施例四的风力发电机组的逆变器控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图(若干附图中相同的标号表示相同的元素)对本发明实施例的风力发电机组的逆变器控制方法、装置和系统进行详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
图1为本发明的实施例一的风力发电机组的逆变器控制方法的流程图。
如图1所示，本实施例的风力发电机组的逆变器控制方法包括：
S110，周期性地获取风力发电机组的并网电压数据。
其中，并网电压数据包括电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值。
在风力发电机组的运行过程中，可通过在并网点设置电压检测设备(例如，电压传感器)，来周期性地检测风力发电机组的并网电压信号，并通过电压处理设备来处理并网电压信号，以获取并网电压数据。例如，通过电压计算模块来计算上述电网电压值，电网电压值具体可以包括电网电压的正序电压值、负序电压值、零序电压值以及正序电压值D轴分量等。再例如，通过锁相环模块来处理并网电压信号，以输出上述第一电网电压相位角值和电网频率值。
在实际应用中，可由网侧逆变器控制器周期性地获取电压计算模块输出的电网电压值，以及锁相环模块输出的第一电网电压相位角值和电网频率值。
S120，根据获取的当前周期的并网电压数据确定是否进入低压穿越波动状态。
其中，低压穿越波动状态为电网电压值在低压穿越过程中跌落至过低时对应的状态。在低压穿越波动状态时，容易发生电网电压波形畸变、电网电压相位角波动幅度较大等问题。
一种可行的实施方式中，可根据获取的当前周期的电网电压值的大小来确定电网电压值是否跌落至过低的区域，从而判断电网电压是否进入低压穿越波动状态。
S130，如果确定正在进入低压穿越波动状态，则将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
本实施例中，在确定电网电压正在进入低压穿越波动状态时，当前周期的第一电网电压相位角值无法准确测量且波动幅度较大。为了获取当前周期的第二电网电压相位角值较为准确和稳定，执行该步骤，锁定上一周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值，并将锁定的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，将电网频率锁定值作为当前周期的电网频率值；以及，根据获取的权益周期的第一电网电压相位角值和电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值。
在执行对网侧逆变器的控制策略时，根据计算得到的当前周期的第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并将生成的逆变控制指令发送给网侧逆变器，使网侧逆变器稳定地执行低压穿越控制，从而保证变流器进行低压穿越控制的稳定性。
根据本实施例的风力发电机组的逆变器控制方法，通过在周期性获取风力发电机组的并网电压数据，来确定电网电压是否进入低压穿越波动状态，并在电网电压正在进入低压穿越波动状态时，锁定获取的电网电压相位角值和电网频率值，以计算当前周期的电网相位角值和电网频率值，使得当前周期的网侧逆变控制指令可根据较为准确和稳定的并网电压数据来生成，从而避免电网电压过低时的电网电压相位角波动造成的电网电压相位角无法准确测量，导致逆变控制指令容易出现偏差的问题；并且避免电网电压相位角值偏差导致的过压问题，从而防止过压问题导致的期间失效问题。
本实施例的风力发电机组的逆变器控制方法，可用于对风力发电机组的变流器的网侧逆变器进行低压穿越控制，以通过电网电压过低的前一周期确定的电网电压相位角值和电网频率值，来计算当前周期的电网电压相位角值和电网频率值，从而保证依据较为稳定且准确的并网电压数据生成针对网侧逆变器的控制指令，进而保证变流器进行低压穿越控制的稳定性，提升低压穿越的成功率，保证电网的稳定性。
上述本实施例的风力发电机组的逆变器控制方法，可以由风力发电机组的变流器控制器，以及网侧逆变器控制器等控制设备来执行。但本领域技术人员应当明了，在实际应用中，任意具有相应的数据采集和处理功能的其他设备，均可以参考本实施例执行本发明的风力发电机组的逆变器控制方法。
实施例二
图2为本发明的实施例二的风力发电机组的逆变器控制方法的流程图，该方法可视为上述实施例一的风力发电机组的逆变器控制方法的一种可选实施方式。
本实施例中，以风力发电机组的逆变器控制器来执行该控制方法为例进行说明，但本领域技术人员应当明了，在实际应用中，任意具有相应的数据采集和处理功能的其他设备，均可以参考本实施例执行本发明的风力发电机组的逆变器控制方法。
如图2所示，本实施例的风力发电机组的逆变器控制方法包括：
S210，周期性地获取风力发电机组的并网电压数据。
其中，并网电压数据包括电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值。
本实施例中，在风力发电机组的并网点设置电压传感器来周期性检测风力发电机组并网电压信号，由逆变器控制器周期性获取该并网电压信号并进行处理，以周期性地获取电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值等并网电压数据。例如，电压传感器检测并网电压信号的周期为第一周期，逆变器控制器获取和处理并网电压信号以得到并网电压数据的周期为第二周期。其中，第一周期可以小于第二周期，以使检测到的并网电压信号在用于故障检测时，能够满足故障检测所要求的检测频率。当然，第一周期也可以等与第二周期。
S220，判断获取的当前周期的电网电压值是否小于或等于第一电压阈值。
其中，第一电压阈值用于判断电网电压值是否跌落至电网电压信号波动较大且易发生畸变的较低区域。第一电压阈值的取值范围可以为0～0.9P.U.。第一电压阈值可以根据实际的低压穿越控制的经验值来确定，也可以结合仿真计算得到实验数据来确定。例如，第一电压阈值可以为0.15P.U.。
若电网电压值小于或等于第一电压阈值，则判断为电网电压值过低，电网电压进入低压穿越波动状态。此时，执行步骤S230，判断前一周期的电网电压值是否小于或等于第一电压阈值。
若电网电压值未小于或等于第一电压阈值，则判断为电网电压值尚未跌落至较低区域。此时，执行步骤S270，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。也即，在电网电压未小于或等于第一电压阈值时，逆变器控制器执行正常的低压穿越控制策略，根据获取的并网电压数据来生成逆变控制指令。
S230，判断获取的前一周期的电网电压值是否小于或等于第一电压阈值。
在确定获取的当前周期的电网电压值小于或等于第一电压阈值之后，若获取的前一周期的电网电压值大于第一电压阈值，确定电网电压正在进入低压穿越波动状态，则执行步骤S240，将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
若获取的前一周期的电网电压值也小于或等于第一电压阈值，确定电网电压已经进入低压穿越波动状态，则执行步骤S250，根据电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据当前周期的第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
步骤S240，将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
其中，计算当前周期的第二电网电压相位角值的方式可以为：获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将该乘积与获取的前一周期的第一电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
在确定电网电压正在进入低压穿越波动状态时，根据上述计算方式确定当前周期的第二电网电压相位角值，并根据电网频率锁定值和第二电网电压相位角值来执行对网测逆变器的控制策略。
S250，根据电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据当前周期的第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
其中，计算当前周期的第二电网电压相位角值的方式可以为：获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将该乘积与在前一周期计算得到的第二电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
在实际应用中，可以将该计算方式与上述步骤S240中的计算方式相结合。也就是说，在计算当前周期的第二电网电压相位角值时，可以根据公式：Pn＝Pn-1+F*T计算，其中，Pn为计算的当前周期的第二电网电压相位角值；Pn-1为上一周期确定的电网电压相位角值，包括获取的上一周期的第一电网电压相位角值(适用于步骤S240)，以及在上一周期计算得到的第二电网电压相位角值(适用于步骤S250)；F为电网频率锁定值；T为周期时长。
在确定电网电压已经进入低压穿越波动状态时，依据上一周期计算得到的第二电网电压相位角值和电网频率值，来计算当前周期的第二电网电压相位角值，可以使当前周期确定的电网电压相位角值较为准确和稳定，在用于生成逆变控制指令时，可以使得网侧逆变器稳定地执行低压穿越控制，避免出现控制偏差，从而保证变流器进行低压穿越控制的稳定性。
S260，判断获取的当前周期的电网电压值大于或等于第二电压阈值。
在低压穿越过程中，电网电压值通常会在跌落一段时间之后再增长至正常状态。本实施例中，在确定电网进入低压穿越波动状态之后，判断获取的当前周期的电网电压值是否由小于或等于第一电压阈值变化为大于或等于第二电压阈值。其中，第二电压阈值用于判断电网电压是否增长至电网电压信号波动较小且不会发生畸变的正常区间。第二电压阈值大于第一电压阈值，且第一电压阈值的取值范围可以为0～0.9P.U.。。例如，第一电压阈值可以为0.15P.U.，第二电压阈值可以为0.3P.U.。
若获取的当前周期的电网电压值小于第二电压阈值，则执行步骤S250。也就是说，在电网电压为回升至第二电压阈值之前，均获取上一周期计算得到并网电压数据来计算当前周期的并网电压数据，以生成偏差较小的逆变控制指令来控制网侧逆变器。
若获取的当前周期的电网电压值大于或等于第二电压阈值，则执行步骤S270。
S270，根据当前周期的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
若电网电压值在跌落至小于第一电压阈值之后，又增长至第二电压阈值，则确定获取的电网电压相位角值偏差较小，可以依据获取的并网电压数据生成逆变控制指令来控制网侧逆变器。
优选地，在执行该步骤时，若获取的当前周期的电网电压值大于或等于第二电压阈值，则延迟设定时间段执行该步骤，以判断获取的电网电压值是否在设定时间段内持续大于或等于第二电压阈值。
若获取的电网电压值大于或等于第二电压阈值的持续时长未达到设定时间段，则确定电网电压重新跌落至较低区域，执行步骤S250，根据前一周期计算得到并网电压数据来计算当前周期的并网电压数据，以生成偏差较小的逆变控制指令来控制网侧逆变器。
若在设定时间段内获取的电网电压值均大于或等于第二电压阈值，则可以较为准确地判断电网电压已经恢复至正常区域，则执行步骤S260，依据正常的控制策略来成逆变控制指令来控制网侧逆变器。
在执行该步骤时增加延迟机制，可以防止低压穿越过程中，电网电压波动幅度较大时的电网电压值超过第二电压阈值所引起的误判，从而在电压跌落至较低区域时持续执行步骤S250，保证低压穿越的成功率，并避免逆变器控制器重复切换控制模式。
本发明实施例的风力发电机组的逆变器控制方法，在上述实施例一的基础上，进一步示出了依据电网电压值判断电网电压是否进入低压穿越波动状态的具体方式，以及在电网电压进入低压穿越波动状态后的控制方法，可以依据前一周期确定的并网电压数据来计算当前周期的并网电压数据，从而生成偏差较小的逆变控制指令来控制网侧逆变器，提升逆变器执行低压穿越控制的成功率；并且，进一步示出了判断电网电压是否恢复至正常状态的具体方式，以及在电网恢复至正常状态的过程中切换控制策略来控制网侧逆变器，从而提升变流器进行低压穿越的稳定性和成功率，保证电网的稳定性。
实施例三
图3为本发明的实施例三的风力发电机组的逆变器控制装置的结构框图。
如图3所示，该风力发电机组的逆变器控制装置包括获取模块310、判断模块320、计算模块330和控制模块340。其中，获取模块310用于周期性地获取风力发电机组的并网电压数据，并网电压数据包括电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值；判断模块320用于根据获取的当前周期的并网电压数据确定是否进入低压穿越波动状态；计算模块330用于如果确定正在进入低压穿越波动状态，则将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值；控制模块340用于根据第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
根据本实施例的风力发电机组的逆变器控制装置，通过在周期性获取风力发电机组的并网电压数据，来确定电网电压是否进入低压穿越波动状态，并在电网电压正在进入低压穿越波动状态时，锁定获取的电网电压相位角值和电网频率值，以计算当前周期的电网相位角值和电网频率值，使得当前周期的网侧逆变控制指令可根据较为准确和稳定的并网电压数据来生成，从而避免电网电压过低时的电网电压相位角波动造成的电网电压相位角无法准确测量，导致逆变控制指令容易出现偏差的问题；并且避免电网电压相位角值偏差导致的过压问题，从而防止过压问题导致的期间失效问题。
进一步地，计算模块330还用于如果已经进入低压穿越波动状态，则根据电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值；控制模块340还用于根据当前周期的第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
进一步地，控制模块340还用于如果已经进入低压穿越波动状态，则在获取的当前周期的电网电压值由小于或等于第一电压阈值变化为大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器；其中，第二电压阈值大于第一电压阈值
进一步地，控制模块340还用于在所述电网电压值在设定时间段内持续大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将逆变控制指令发送给风力发电机组的网侧逆变器。
进一步地，计算模块330包括第一计算单元(图中未示出)，用于获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将乘积与获取的前一周期的第一电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
进一步地，计算模块330包括第二计算单元(图中未示出)，用于获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与在前一周期计算出的第二电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
进一步地，判断模块320用于如果获取的当前周期的电网电压值小于或等于第一电压阈值，且获取的前一周期的电网电压值大于第一电压阈值，则确定正在进入低压穿越波动状态。
进一步地，判断模块320用于如果获取的当前周期和前一周期的电网电压值均小于或等于第一电压阈值，则确定已经进入低压穿越波动状态。
本实施例的控制装置可用于执行上述实施例一或实施例二的风力发电机组的逆变器控制方法，以根据较为稳定且准确的并网电压数据生成针对网侧逆变器的控制指令，进而保证变流器进行低压穿越控制的稳定性，提升低压穿越的成功率，保证电网的稳定性。
实施例四
图4本发明的实施例四的风力发电机组的逆变器控制系统的结构框图。
如图4所示，该控制系统包括上述实施例三中的风力发电机组的逆变器控制装置410，以及电压检测设备420、电网电压处理模块430和锁相环模块440。其中，逆变器控制装置410用于执行上述实施例一或实施例二中的控制方法；电压检测设备420用于检测风力发电机组并网的电网电压数据；电网电压处理模块430用于根据并网电压数据获取电网电压值，锁相环模块440用于根据并网电压数据获取电网电压相位角值和电网频率值。在实际的应用场景中，电网电压处理模块430和锁相环模块440也可以内置在逆变器控制装置410中。
该控制系统可执行上述实施例一或实施例二中的控制方法，用以控制风力发电机组的网侧逆变器稳定进行低压穿越控制，从而提升低压穿越的成功率，保证电网的稳定性。
一种可行的实施方式中，在风力发电机组的并网点设置电压检测设备420，以检测风力发电机组并网的电网电压数据，并将检测到的电网电压数据传输至电网电压处理模块430和锁相环模块440，电网电压处理模块430和锁相环模块440根据将根据并网电压数据获取的电网电压数据(包括电网电压值、电网电压相位角值和电网频率值)传输至逆变器控制装置410，使得逆变器控制装置410根据该电网电压数据生成逆变控制指令(在实际应用中还需要结合其他数据，例如直流母线电压值)，以控制网侧逆变器510执行低压穿越。在电网电压值较低时，逆变器控制装置410可以执行上述实施例一或实施例二中的控制方法，根据上一周期获取的或者计算的电网电压数据生成逆变控制指令，以根据该逆变控制指令控制网侧逆变器510，从而降低低压穿越控制偏差，提高低压穿越的成功率。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本发明的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种风力发电机组的逆变器控制方法，其特征在于，包括：
周期性地获取风力发电机组的并网电压数据，所述并网电压数据包括电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值；
根据获取的当前周期的并网电压数据确定是否进入低压穿越波动状态，其中，低压穿越波动状态为电网电压值在低压穿越过程中跌落至过低时对应的状态；
如果确定正在进入低压穿越波动状态，则将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和所述电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据所述第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器；
如果已经进入低压穿越波动状态，则根据所述电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值，根据所述当前周期的第二电网电压相位角值和所述电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的逆变器控制方法，其特征在于，还包括：
如果已经进入低压穿越波动状态，则在获取的当前周期的电网电压值由小于或等于第一电压阈值变化为大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器，
其中，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组的逆变器控制方法，其特征在于，所述电网电压值在设定时间段内持续大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
4.根据权利要求1所述的风力发电机组的逆变器控制方法，其特征在于，所述根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和所述电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值，包括：
获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与第一电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
5.根据权利要求1所述的风力发电机组的逆变器控制方法，其特征在于，所述根据所述电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值，包括：
获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与在前一周期计算出的第二电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
6.根据权利要求1所述的风力发电机组的逆变器控制方法，其特征在于，所述确定正在进入低压穿越波动状态，包括：
如果获取的当前周期的电网电压值小于或等于第一电压阈值，且获取的前一周期的电网电压值大于第一电压阈值，则确定正在进入低压穿越波动状态。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的风力发电机组的逆变器控制方法，其特征在于，所述已经进入低压穿越波动状态，包括：
如果获取的当前周期和前一周期的电网电压值均小于或等于第一电压阈值，则确定已经进入低压穿越波动状态。
8.一种风力发电机组的逆变器控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于周期性地获取风力发电机组的并网电压数据，所述并网电压数据包括电网电压值、第一电网电压相位角值和电网频率值；
判断模块，用于根据获取的当前周期的并网电压数据确定是否进入低压穿越波动状态，其中，低压穿越波动状态为电网电压值在低压穿越过程中跌落至过低时对应的状态；
计算模块，用于如果确定正在进入低压穿越波动状态，则将获取的前一周期的电网频率值设定为电网频率锁定值，并且根据获取的前一周期的第一电网电压相位角值和所述电网频率锁定值计算当前周期的第二电网电压相位角值；
控制模块，用于根据所述第二电网电压相位角值和电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器，
其中，所述计算模块还用于如果已经进入低压穿越波动状态，则根据所述电网频率锁定值和在前一周期计算出的第二电网电压相位角值计算当前周期的第二电网电压相位角值，所述控制模块根据所述当前周期的第二电网电压相位角值和所述电网频率锁定值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
9.根据权利要求8所述的风力发电机组的逆变器控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于如果已经进入低压穿越波动状态，则在获取的当前周期的电网电压值由小于或等于第一电压阈值变化为大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器，
其中，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值。
10.根据权利要求9所述的风力发电机组的逆变器控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于在所述电网电压值在设定时间段内持续大于或等于第二电压阈值时，根据当前周期获取的第一电网电压相位角值和电网频率值生成逆变控制指令，并且将所述逆变控制指令发送给所述风力发电机组的网侧逆变器。
11.根据权利要求8所述的风力发电机组的逆变器控制装置，其特征在于，所述计算模块包括第一计算单元，用于获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与获取的前一周期的第一电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
12.根据权利要求8所述的风力发电机组的逆变器控制装置，其特征在于，所述计算模块包括第二计算单元，用于获取电网频率锁定值与周期时长的乘积，将所述乘积与在前一周期计算出的第二电网电压相位角值的和值确定为当前周期的第二电网电压相位角值。
13.根据权利要求8所述的风力发电机组的逆变器控制装置，其特征在于，所述判断模块用于如果获取的当前周期的电网电压值小于或等于第一电压阈值，且获取的前一周期的电网电压值大于第一电压阈值，则确定正在进入低压穿越波动状态。
14.根据权利要求8至10中任一项所述的风力发电机组的逆变器控制装置，其特征在于，所述判断模块用于如果获取的当前周期和前一周期的电网电压值均小于或等于第一电压阈值，则确定已经进入低压穿越波动状态。
15.一种风力发电机组的逆变器控制系统，其特征在于，包括权利要求8至14中任一项所述风力发电机组的逆变器控制装置，还包括：
电压检测设备，用于检测所述风力发电机组并网的电网电压数据；
电网电压处理模块，用于根据所述并网电压数据获取电网电压值；
锁相环模块，用于根据所述并网电压数据获取电网电压相位角值和电网频率值。
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