CN110854901A - 一种风力发电机组黑启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组黑启动方法，该方法主要针对采用全功率变流器并网的直驱或半直驱永磁同步风力发电机组，在电网失电后，使用机组自带的柴油发电机启动建压，带动风力发电机组启动，进而使风力发电机组作为整个系统黑启动电源，为电网建压，并为网内负载供电；其流程包括：1)等待风力发电机组的升压系统连接断开；2)柴油发电机接入状态；3)风力发电机组黑启动状态；4)柴油发电机退出状态。采用本发明方法可使风力发电机组顺利完成初始建压，进而带动机组完成整个黑启动，避免风力发电机组黑启动无法实现建压，导致机组黑启动失败的问题。

Description

一种风力发电机组黑启动方法

技术领域

本发明涉及风力发电机组黑启动控制的技术领域，尤其是指一种风力发电机组黑启动方法。

背景技术

业内习知，当风电场与电网连接断开后，风力发电机组黑启动为整个风电场完成系统建压对风电场意义重大，目前风力发电机组多利用其自带的小型柴油发电机带动完成黑启动。目前机组黑启动建压逻辑一般跟随变流器网侧模拟出的电压，这样对柴油发电机组退出的时间控制较为严格。且因模拟出的电压与柴油发电机电压有一定的相位差，容易对机组辅控系统设备造成损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种合理可靠的风力发电机组黑启动方法，可使风力发电机组顺利完成初始建压，进而带动机组完成整个黑启动，避免风力发电机组黑启动无法实现建压，导致机组黑启动失败的问题。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风力发电机组黑启动方法，该方法主要针对采用全功率变流器并网的直驱或半直驱永磁同步风力发电机组，在电网失电后，使用机组自带的柴油发电机启动建压，带动风力发电机组启动，进而使风力发电机组作为整个系统黑启动电源，为电网建压，并为网内负载供电；其包括以下步骤：

1)等待风力发电机组的升压系统连接断开

首先，在风力发电机组的全功率变流器和低压开关之间装设有电压检测装置，停机时电网为风力发电机组的辅控系统供电，当电压检测装置检测到失去电网电源时，控制低压开关分闸，断开与升压系统的连接，即与电网连接断开，否则，风力发电机组的集电线路电缆及升压变压器的充磁会导致柴油发电机保护跳机，黑启动失败，同时控制风力发电机组的辅控系统低压用电主进线开关分闸，而后进入柴油发电机接入状态；

2)柴油发电机接入状态

与电网连接断开后，风力发电机组的控制系统启动柴油发电机，柴油发电机出口的低压开关合闸，柴油发电机接入风力发电机组的辅控系统，柴油发电机组自动启动建压给辅控系统供电，当柴油发电机建压完成后，风力发电机组进入黑启动状态；

3)风力发电机组黑启动状态

柴油发电机接入后，风力发电机组进入黑启动状态，按照黑启动程序依次进行风力发电机组的变流器机侧断路器合闸、风机叶片变桨至启动状态、变流器机侧整流器调制、机组升速和变流器网侧建压，建压中参考电压跟随柴油发电机电压，当风力发电机组的变流控制器检测到变流器网侧电压有效值建压达到跟随柴油发电机电压后，风力发电机组黑启动完成，延时T秒后柴油发电机停机，进入柴油发电机退出状态；

4)柴油发电机退出状态

柴油发电机停机，其出口的低压开关断开，确定柴油发电机顺利退出后，辅控系统低压用电主进线开关合闸，辅控系统用电由风力发电机组自身提供；至此，便完成机组整个黑启动过程。

进一步，延时时间T根据风力发电机组内、外系统参数确定。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

在使用本发明方法后，变流器参考电压可从零顺利达到设定目标电压，变流控制器检测到变流器网侧电压有效值建压达到设定值后，延时T秒柴油发电机退出。此种方法变流器参考电压时刻跟随柴油发电机的电压、相位，达到设定目标电压值后，柴油发电机可不必立即退出，控制上对柴油发电机退出时间要求较宽裕，有助于机组顺利完成黑启动。总之，本发明提供了一种黑启动中跟随柴油发电机实际电压的建压逻辑，建压完成后延时T秒，风力发电机组与柴油发电机断开连接，辅控系统低压用电主进线开关合闸，机组完成黑启动，从而进一步带动整个风电场完成电网建压。

附图说明

图1为实施例中风力发电机组黑启动拓扑图。

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力发电机组黑启动方法，主要针对采用全功率变流器并网的直驱或半直驱永磁同步风力发电机组，主要部件包括齿轮箱(直驱机组无齿轮箱)、永磁发电机、机舱叶片、叶轮、塔筒、主控系统、变桨系统、全功率变流器、低压柜、柴油发电机等，参见图1，在电网失电后，使用机组自带的柴油发电机启动建压，带动风力发电机组启动，进而使风力发电机组作为整个系统黑启动电源，为电网建压，并为网内其它负载供电；其具体包括以下步骤：

1)等待风力发电机组的升压系统连接断开

首先，在风力发电机组的全功率变流器和低压开关Q1之间(即图中A点)装设有电压检测装置，停机时电网为风力发电机组的辅控系统供电，当电压检测装置检测到失去电网电源时，控制低压开关Q1分闸，断开与升压系统的连接，即与电网连接断开，否则，风力发电机组的集电线路电缆及升压变压器的充磁会导致柴油发电机保护跳机，黑启动失败，同时控制风力发电机组的辅控系统低压用电主进线开关S2分闸，而后进入柴油发电机接入状态。

2)柴油发电机接入状态

与电网连接断开后，风力发电机组的控制系统启动柴油发电机，柴油发电机出口的低压开关S3合闸，柴油发电机接入风力发电机组的辅控系统，柴油发电机组自动启动建压给辅控系统供电，当柴油发电机建压完成后，风力发电机组进入黑启动状态。

3)风力发电机组黑启动状态

柴油发电机接入后，风力发电机组进入黑启动状态，按照黑启动程序依次进行风力发电机组的变流器机侧断路器合闸、风机叶片变桨至启动状态、变流器机侧整流器调制、机组升速和变流器网侧建压；参见图1，建压中参考电压跟随B点电压(即柴油发电机电压)，当风力发电机组的变流控制器检测到变流器网侧电压有效值建压达到跟随柴油发电机电压后，风力发电机组黑启动完成，延时T秒后柴油发电机停机，进入柴油发电机退出状态；其中，延时时间T根据风力发电机组内、外系统参数确定。

4)柴油发电机退出状态

柴油发电机停机，其出口的低压开关S3断开，在确定柴油发电机顺利退出后，辅控系统低压用电主进线开关S2合闸，辅控系统用电由风力发电机组自身提供；至此，便完成机组整个黑启动过程。

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 (2)

1.一种风力发电机组黑启动方法，其特征在于：该方法主要针对采用全功率变流器并网的直驱或半直驱永磁同步风力发电机组，在电网失电后，使用机组自带的柴油发电机启动建压，带动风力发电机组启动，进而使风力发电机组作为整个系统黑启动电源，为电网建压，并为网内负载供电；其包括以下步骤：

1)等待风力发电机组的升压系统连接断开

首先，在风力发电机组的全功率变流器和低压开关之间装设有电压检测装置，停机时电网为风力发电机组的辅控系统供电，当电压检测装置检测到失去电网电源时，控制低压开关分闸，断开与升压系统的连接，即与电网连接断开，否则，风力发电机组的集电线路电缆及升压变压器的充磁会导致柴油发电机保护跳机，黑启动失败，同时控制风力发电机组的辅控系统低压用电主进线开关分闸，而后进入柴油发电机接入状态；

2)柴油发电机接入状态

与电网连接断开后，风力发电机组的控制系统启动柴油发电机，柴油发电机出口的低压开关合闸，柴油发电机接入风力发电机组的辅控系统，柴油发电机组自动启动建压给辅控系统供电，当柴油发电机建压完成后，风力发电机组进入黑启动状态；

3)风力发电机组黑启动状态

柴油发电机接入后，风力发电机组进入黑启动状态，按照黑启动程序依次进行风力发电机组的变流器机侧断路器合闸、风机叶片变桨至启动状态、变流器机侧整流器调制、机组升速和变流器网侧建压，建压中参考电压跟随柴油发电机电压，当风力发电机组的变流控制器检测到变流器网侧电压有效值建压达到跟随柴油发电机电压后，风力发电机组黑启动完成，延时T秒后柴油发电机停机，进入柴油发电机退出状态；

4)柴油发电机退出状态

柴油发电机停机，其出口的低压开关断开，确定柴油发电机顺利退出后，辅控系统低压用电主进线开关合闸，辅控系统用电由风力发电机组自身提供；至此，便完成机组整个黑启动过程。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组黑启动方法，其特征在于：延时时间T根据风力发电机组内、外系统参数确定。