CN109787283A - 高电压穿越的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种高电压穿越的控制方法及装置。所述方法包括：获取变频器网侧电压的动态数据；根据所述变频器网侧电压的动态数据，判断是否需要执行高电压穿越控制；以及当需要执行所述高电压穿越控制时，对变桨控制和转矩控制进行相应的补偿。本发明高电压穿越的控制方法及装置能够有效提高风力发电机组运行时，对电网瞬时高电压的耐受穿越能力，保障机组安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组技术领域，特别是涉及一种高电压穿越的控制方法及装置。
背景技术
目前有很多关于电网电压跌落对风力发电机组影响的研究，并且获得了相应的理论成果；相比之下，双馈风力发电机组高电压穿越特性的研究近几年才逐渐被人们重视，相应的理论研究和技术水平都不完善。作为电网的一种常见故障，电压骤升对双馈风力发电机组的影响已不可忽视。通常情况下，电网中过剩的无功功率是导致电网电压骤升的直接原因，尤其是配备SVC、SVG等无功补偿装置的风力发电机组/风电场中。正常运行时，电网中的无功功率处于平衡状态；而在电网电压突然跌落时，不具备低电压穿越特性的风力发电机组会立即脱离电网，同时投入无功补偿装置。当电网电压恢复后，投入运行的无功补偿装置若没有及时作出调整，就会造成电网无功功率过剩即抬高风力发电机组/风电场并网点电压。在电网电压骤升的情况下，双馈风机的暂态过程会在其定子侧和转子侧形成过电压、过电流。此时，双馈风机的过流保护被触发，风机自动退出电网，待电网恢复后再重新并网运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高电压穿越的控制方法及装置，能够有效提高风力发电机组运行时，对电网瞬时高电压的耐受穿越能力，保障机组安全稳定运行。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高电压穿越的控制方法，所述方法包括：获取变频器网侧电压的动态数据；根据所述变频器网侧电压的动态数据，判断是否需要执行高电压穿越控制；以及当需要执行所述高电压穿越控制时，对变桨控制和转矩控制进行相应的补偿。
作为本发明技术方案的一种改进，还包括：当需要执行所述高电压穿越控制时，根据所述变频器网侧电压的动态数据，进行分级报警和分级故障处理。
作为本发明技术方案的一种改进，还包括：当需要执行所述高电压穿越控制时，进入高电压穿越的例外状态。
作为本发明技术方案的一种改进，在所述例外状态下，特定类型的故障不予处理。
作为本发明技术方案的一种改进，还包括：在对变桨控制进行相应的补偿之前，获取实时变桨数据。
作为本发明技术方案的一种改进，对变桨控制进行相应的补偿，包括：根据所述实时变桨数据，对变桨控制进行补偿。
作为本发明技术方案的一种改进，还包括：在对转矩控制进行相应的补偿之前，获取实时转子转速数据。
作为本发明技术方案的一种改进，对转矩控制进行相应的补偿，包括：根据所述实时变桨数据，对转矩控制进行补偿。
此外，本发明还提供了一种高电压穿越的控制装置，所述装置包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如前文所述的高电压穿越的控制方法。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
能够有效提高风力发电机组运行时，对电网瞬时高电压的耐受穿越能力，保障机组安全稳定运行。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明高电压穿越的控制方法的流程图；
图2是本发明高电压穿越的控制方法的流程图；
图3是本发明高电压穿越的控制方法的流程图；
图4是本发明高电压穿越的控制装置的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是在本发明高电压穿越的控制方法的流程图。所述高电压穿越的控制方法包括如下步骤：
S11，获取变频器网侧电压的动态数据。
在本发明实施例中，变频器网侧的动态电压是判断是否需要执行高电压穿越控制的判断标准。因此，在本发明实施例提供的高电压穿越的控制方法的执行初期，需要获取变频器网侧的动态电压。获取上述动态电压的位置在变频器网侧。
S12，根据所述变频器网侧电压的动态数据，判断是否需要执行高电压穿越控制。
获取动所述变频器网侧电压的动态数据之后，就能够根据所述变频器网侧电压的动态数据，判断是否需要执行高电压穿越控制。典型的，当变频器网侧电压的动态数据超出预先设定的阈值时，可以执行高电压穿越控制。
一旦开始执行高电压穿越控制，则系统处于高电压例外状态。
S13，当需要执行所述高电压穿越控制时，对变桨控制和转矩控制进行相应的补偿。
在本发明实施例中，如果根据变频器网侧电压的动态电压，判断需要执行高电压穿越控制时，对变桨控制和/或转矩控制进行相应的补偿。
由于在本发明实施例的风电机组中，变桨控制由专门的变桨控制器执行，因此，对变桨控制进行补偿的补偿值应该直接反馈给上述专门的变桨控制器。
相应的，转矩控制是由专门的转矩控制器执行的，因此，对转矩控制器进行补偿的补偿值应该直接反馈给直接执行上述控制的转矩控制器。
S14，当需要执行所述高电压穿越控制时，根据所述变频器网侧电压的动态数据，进行分级报警和分级故障处理。
按照国家规定，风机对高电压耐受区分了不同的等级，对于不同的等级，风电机组具有不同的耐受高压时间。高穿程序对此做了相应的优化。对于风力发电机组，在在高压穿越时，可能会触发特定类型的故障。在高穿例外状态下，系统会对特定故障做屏蔽。
另外，分级报警/分级故障处理的操作为高电压穿越的控制方法中的可选步骤。也就是说，如果在执行高电压穿越控制时，未执行分级报警/分级故障处理的操作，高电压穿越的控制方法仍然构成完整的技术方案。
新增主控编程采用模块化编程。每一个模块进行独立的测试，保证各个子逻辑严谨性，提高了编程和调试的效率。
每一个模块都包含自己的子模块，子模块与总模块之间的逻辑相关性体现在部件监视和报警以及故障触发上，其中，报警与故障触发采用分级结构。所有的模块各自独立运行，每个模块采用的编程语言是IEC61131-3标准的PLC编程语言，将各个模块的逻辑串联起来。在进行测试时，根据模块内容，进行详细测试，并记录，最后合成一整套控制程序并进行整体测试。这样的流程，保证了子部件的逻辑正确性和测试完整性，保证了整体测试的逻辑正确性和完整性，从而最大限度地降低了故障率，提升风力发电机组运行稳定性与安全性。
图2是在本发明高电压穿越的控制方法的流程图。所述高电压穿越的控制方法包括如下步骤：
S20，变桨控制器获取变桨实时数据。
S21，变桨控制器依据叶轮转速，进行变桨动态调节。
S22，转矩控制器获取转速实时数据。
S23，转矩控制器根据获取到的转速实时数据，对变频器转矩执行动态调节。
S24，处于变频器高压穿越例外状态时，计算变桨控制补偿和转矩控制补偿的补偿量。
S25，根据计算到的变桨控制补偿的补偿量，执行变桨控制补偿。
S26，根据计算到的转矩控制补偿的补偿量，执行转矩控制补偿。
S27，执行分级报警与故障触发。
S28，根据变频器网侧电压动态，执行分级报警与故障触发。
S29，根据分级报警与故障触发的处理策略，控制风力发电机组相关部件的运行。
在上述方法的执行过程中，步骤S20至步骤S23是常规的控制步骤，并不涉及高电压穿越的控制操作。其余的步骤与高电压穿越的控制过程相关。
通过图2示出的高电压穿越的控制方法的执行，能够有效提高风力发电机组运行时，对电网瞬时高电压的耐受穿越能力，保障机组安全稳定运行。
图3是在本发明高电压穿越的控制方法的流程图。所述高电压穿越的控制方法包括如下步骤：
S300，变桨控制器获取变桨实时数据。
S301，变桨控制器依据叶轮转速，执行变桨动态调节。
S302，转矩控制器获取转速实时数据。
S303，转矩控制器根据获取到的转矩实时数据，执行变频器转矩的动态调节。
S304，根据变频器网侧电压动态，判断是否处于高压穿越例外状态。
S305，处于高压穿越例外状态时，计算变桨控制补偿/转矩控制补偿的补偿量。
S306，变桨控制器根据计算得到的变桨控制补偿的补偿量，执行相应的变桨补偿。
S307，转矩控制器根据计算得到的转矩控制补偿的补偿量，执行相应的转矩补偿。
S308，处于高压穿越例外状态时，进行分级报警与故障触发。
S309，根据变频器网侧电压动态，进行分级报警与故障触发。
S310，根据分级报警与故障触发的处理策略，控制风力发电机组相关部件的运行。
图3示出的实施例与图2示出的实施例的不同之处在于，是否处于高电压穿越例外状态的判断是由风力发电机组以外的部件执行的，并且，上述例外状态的判断的依据是变频器网侧电压动态。而图2示出的实施例中，是否处于高电压穿越例外状态的判断是否风力发电机组本身执行的。
通过图3示出的高电压穿越的控制方法的执行，能够有效提高风力发电机组运行时，对电网瞬时高电压的耐受穿越能力，保障机组安全稳定运行。
图4是本发明高电压穿越的控制装置的结构图。典型的，高电压穿越的控制装置可以是PLC。参见图4，PLC包括：电源模块41、输入单元42、输出单元43、CPU模块44、内部存储器45等主要模块，而这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU模块44是PLC的核心，起神经中枢的作用，每个PLC至少有一个CPU模块44，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
内部存储器45是具有记忆功能的半导体电路。分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、EPROM组成。
用户存储器又分为用户程序存储区和工作数据存储区。
输入/输出(I/O)单元42、43是PLC与外设交互的接口电路，分为开关量I/O、模拟量I/O、特殊功能I/O和智能式I/O等。
PLC电源模块41用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。输入类型有：交流电源、直流电源。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高电压穿越的控制方法，其特征在于，包括：
获取变频器网侧电压的动态数据；
根据所述变频器网侧电压的动态数据，判断是否需要执行高电压穿越控制；以及
当需要执行所述高电压穿越控制时，对变桨控制和转矩控制进行相应的补偿。
2.根据权利要求1所述的高电压穿越的控制方法，其特征在于，还包括：
当需要执行所述高电压穿越控制时，根据所述变频器网侧电压的动态数据，进行分级报警和分级故障处理。
3.根据权利要求1所述的高电压穿越的控制方法，其特征在于，还包括：
当需要执行所述高电压穿越控制时，进入高电压穿越的例外状态。
4.根据权利要求3所述的高电压穿越的控制方法，其特征在于，在所述例外状态下，特定类型的故障不予处理。
5.根据权利要求1所述的高电压穿越的控制方法，其特征在于，还包括：
在对变桨控制进行相应的补偿之前，获取实时变桨数据。
6.根据权利要求5所述的高电压穿越的控制方法，其特征在于，对变桨控制进行相应的补偿，包括：
根据所述实时变桨数据，对变桨控制进行补偿。
7.根据权利要求1所述的高电压穿越的控制方法，其特征在于，还包括：
在对转矩控制进行相应的补偿之前，获取实时转子转速数据。
8.根据权利要求7所述的高电压穿越的控制方法，其特征在于，对转矩控制进行相应的补偿，包括：
根据所述实时转子转速数据，对转矩控制进行补偿。
9.一种高电压穿越的控制装置，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据权利要求1至8任意一项所述的高电压穿越的控制方法。
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| CN105375523A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-02 | 科诺伟业风能设备（北京）有限公司 | 一种风电全功率变流器高电压穿越控制方法 |
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