CN109763935B - 一种风电机组备用供电系统的微型风力发电机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电机组备用供电系统的微型风力发电机控制方法，该方法是利用备用供电系统的变流器，根据天气状况控制微型风力发电机运行于不同控制模式下，实现对备用供电系统中的微型风力发电机的最优控制；其中，变流器不参与主机组的控制以及全场的控制，只根据所采集的全场信息以及本机组实时信息，结合自身的运行情况，给出微型风力发电机的控制指令，控制模式分为“正常停运模式”、“正常备用模式”和“台风运行模式”。本发明能够保证主机组的自用电系统在极端条件下安全启动运行，即当风电机组失去外部电网电力支持期间支持其偏航系统的正常运行，有效的提高风电机组的安全性。

Description

一种风电机组备用供电系统的微型风力发电机控制方法
技术领域
本发明涉及电力能源管理的技术领域，尤其是指一种风电机组备用供电系统的微型风力发电机控制方法。
背景技术
业内习知，微型风力发电系统作为风电机组备用供电系统的电力来源，用于解决柴油发电机组安全可靠性不足的问题，提高风电机组的抗灾能力。微型风力发电系统作为备用电源，此时需考虑两个方面的问题：1)自用电备用供电系统的控制结构；2)备用供电系统的控制策略。目前，利用微型风力发电机作为抗台风机组的自用电备用供电系统缺少一个合适的控制结构与策略用于保证备用供电系统安全运行的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种可行的风电机组备用供电系统的微型风力发电机控制方法，以保证该备用供电系统在正常情况或极端天气下的安全运行。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风电机组备用供电系统的微型风力发电机控制方法，该方法是利用备用供电系统的变流器，根据天气状况控制微型风力发电机运行于不同控制模式下，实现对备用供电系统中的微型风力发电机的最优控制，其中，所述变流器不参与主机组的控制以及全场的控制，只根据所采集的全场信息以及本机组实时信息，结合自身的运行情况，给出微型风力发电机的控制指令；
所述控制模式分为“正常停运模式”、“正常备用模式”和“台风运行模式”，具体如下：
“正常停运模式”下，微型风力发电机处于停机模式，备用供电系统的变流器开关与主机组的自用电系统断开；
“正常备用模式”下，微型风力发电机运行于停机模式，但其自用电系统与主机组的自用电系统共同从电网获取电能，其中，微型风力发电机的自用电系统是通过备用供电系统的变流器从电网获得电能，此时变流器为“PQ”运行模式；
“台风运行模式”下，微型风力发电机运行于发电模式，当风电机组读取或是变流器检测到外部电网断电信号且台风命令后，给备用供电系统的变流器下发控制命令，使其从“PQ”运行模式切换到电压频率变换运行模式，即“V/F”运行模式，亦即从“正常备用模式”切换到“台风运行模式”；
“正常停运模式”与“正常备用模式”的切换：当检测到“微型风力发电机备用”信号，备用供电系统进入到“正常备用模式”，当检测到“微型风力发电机停止备用”信号时，进入“正常停运模式”；
“正常备用模式”与“台风运行模式”的切换：当检测到“台风切入”信号，备用供电系统进入到“台风运行模式”，微型风力发电机启动并开始给主机组的自用电系统供电，当检测到“台风切出”信号时则进入“正常备用模式”；
如果系统要从“台风运行模式”切入到“正常停运模式”，则需要确保主机组“自耗电开关”状态是“闭合”状态；如果没有闭合，则说明上一个状态是“台风运行模式”，或者是正在过渡的过程中，需要微型风力发电机先关机，然后再闭合主机组自耗电开关，进入“正常备用模式”后，再给变流器开关下发断开命令，进入“正常停运模式”；
如果系统要从“正常停运模式”切入到“台风运行模式”，则需要先进入“正常备用模式”，给微型风力发电机的自用电系统供电，然后断开“自耗电开关”，启动微型风力发电机，给变流器下发V/F运行命令，进行“台风运行模式”。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本发明方法能够保证主机组的自用电系统在极端条件下安全启动运行，即当风电机组失去外部电网电力支持期间支持其偏航系统的正常运行，有效的提高风电机组的安全性。变流器根据天气状况控制备用供电系统中的微型风力发电机在“正常停运模式”、“正常备用模式”和“台风运行模式”之间的有效切换，使微型风力发电机能够安全可靠地为风电机组提供备用自用电。
附图说明
图1为储能系统通讯结构示意图。
图2为储能协调控制逻辑流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本实施例所提供的风电机组备用供电系统的微型风力发电机控制方法，是利用备用供电系统的变流器，根据天气状况控制微型风力发电机运行于不同控制模式下，实现对备用供电系统中的微型风力发电机的最优控制。
变流器不参与主机组的控制以及全场的控制，只根据所采集的全场信息以及本机组实时信息，结合自身的运行情况，给出微型风力发电机的控制指令。
控制模式分为“正常停运模式”、“正常备用模式”和“台风运行模式”，具体如下：
“正常停运模式”下，微型风力发电机处于停机模式，备用供电系统的变流器开关与主机组的自用电系统断开；
“正常备用模式”下，微型风力发电机运行于停机模式，但其自用电系统与主机组的自用电系统共同从电网获取电能，其中，微型风力发电机的自用电系统是通过备用供电系统的变流器从电网获得电能，此时变流器为“PQ”运行模式；
“台风运行模式”下，微型风力发电机运行于发电模式，当风电机组读取或是变流器检测到外部电网断电信号且台风命令后，给备用供电系统的变流器下发控制命令，使其从“PQ”运行模式切换到电压频率变换运行模式，即“V/F”运行模式，亦即从“正常备用模式”切换到“台风运行模式”。
“正常停运模式”与“正常备用模式”的切换：当检测到“微型风力发电机备用”信号，备用供电系统进入到“正常备用模式”，当检测到“微型风力发电机停止备用”信号时，进入“正常停运模式”。
“正常备用模式”与“台风运行模式”的切换：当检测到“台风切入”信号，备用供电系统进入到“台风运行模式”，微型风力发电机启动并开始给主机组的自用电系统供电，当检测到“台风切出”信号时则进入“正常备用模式”。
如果系统要从“台风运行模式”切入到“正常停运模式”，则需要确保主机组“自耗电开关”状态是“闭合”状态；如果没有闭合，则说明上一个状态是“台风运行模式”，或者是正在过渡的过程中，需要微型风力发电机先关机，然后再闭合主机组自耗电开关，进入“正常备用模式”后，再给变流器开关下发断开命令，进入“正常停运模式”。
如果系统要从“正常停运模式”切入到“台风运行模式”，则需要先进入“正常备用模式”，给微型风力发电机的自用电系统供电，然后断开“自耗电开关”，启动微型风力发电机，给变流器下发V/F运行命令，进行“台风运行模式”。、
参照图1所示，储能系统通讯结构包括微型风力发电系统、变流器、风电场能量管理系统SCADA监控系统、风电机组主控系统和风电机组。
变流器给出控制指令至微型风力发电系统，实现对微型风力发电系统的微型风力发电机启停的控制；同样地，风电场能量管理系统SCADA监控系统给出控制指令至风电机组主控系统，通过对风电机组主控系统的控制，进而实现对主机组的控制。
变流器传输微型风力发电系统信息至风电场能量管理系统SCADA监控系统。此外，变流器分别接收风电机组主控系统传输的主机组相关状态参数以及风电场能量管理系统SCADA监控系统传输的风电场相关信息，从而构成整个备用供电系统结构，以实现对自用电备用供电系统的控制目的。
参照图2所示，储能系统的模式1为“正常停运模式”运行，模式2为“正常备用模式”，模式3为“台风运行模式”运行，当变流器未接收到“台风发电”指令，则微型风力发电系统在“正常停运模式”下运行，当变流器接收“台风发电”且未接收到“进入台风”指令，变流器在“正常备用模式”下运行，若变流器同时接收到“进入台风”与“台风发电”且未接收到“离开台风”三个指令，变流器在“台风运行模式”下运行。所有指令只有0与1两个指令值，若接收到其它指令，则统一执行上一周期的控制模式并作为当前控制模式给定值。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种风电机组备用供电系统的微型风力发电机控制方法，其特征在于，该方法是利用备用供电系统的变流器，根据天气状况控制微型风力发电机运行于不同控制模式下，实现对备用供电系统中的微型风力发电机的最优控制，其中，所述变流器根据所采集的全场信息以及本机组实时信息，结合自身的运行情况，给出微型风力发电机的控制指令；
所述控制模式分为“正常停运模式”、“正常备用模式”和“台风运行模式”，具体如下：
“正常停运模式”下，微型风力发电机处于停机模式，备用供电系统的变流器开关与主机组的自用电系统断开；
“正常备用模式”下，微型风力发电机运行于停机模式，但其自用电系统与主机组的自用电系统共同从电网获取电能，其中，微型风力发电机的自用电系统是通过备用供电系统的变流器从电网获得电能，此时变流器为“PQ”运行模式；
“台风运行模式”下，微型风力发电机运行于发电模式，当风电机组读取或是变流器检测到外部电网断电信号且台风命令后，给备用供电系统的变流器下发控制命令，使其从“PQ”运行模式切换到电压频率变换运行模式，即“V/F”运行模式，亦即从“正常备用模式”切换到“台风运行模式”；
“正常停运模式”与“正常备用模式”的切换：当检测到“微型风力发电机备用”信号，备用供电系统从“正常停运模式”进入到“正常备用模式”，当检测到“微型风力发电机停止备用”信号时，从“正常备用模式”进入“正常停运模式”；
“正常备用模式”与“台风运行模式”的切换：当检测到“台风切入”信号，备用供电系统从“正常备用模式”进入到“台风运行模式”，微型风力发电机启动并开始给主机组的自用电系统供电，当检测到“台风切出”信号时，从“台风运行模式”进入“正常备用模式”；
如果系统要从“台风运行模式”切入到“正常停运模式”，则需要确保主机组“自耗电开关”状态是“闭合”状态；如果没有闭合，则说明上一个状态是“台风运行模式”，或者是正在过渡的过程中，需要微型风力发电机先关机，然后再闭合主机组自耗电开关，进入“正常备用模式”后，再给变流器开关下发断开命令，进入“正常停运模式”；
如果系统要从“正常停运模式”切入到“台风运行模式”，则需要先进入“正常备用模式”，给微型风力发电机的自用电系统供电，然后断开“自耗电开关”，启动微型风力发电机，给变流器下发V/F运行命令，进行“台风运行模式”。
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