CN113824125A - 一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，包括：采集当前机组并网点电压Up，根据Up的标幺值大小进行比较判断；根据判断结果进行无功补偿，并周期性的进行采集判断。本发明可在保证机组不降载运行的情况下，进行高电压穿越无功补偿，机组有功输出不受影响，不会对电网造成二次冲击；采用闭环控制，在较长时间的高电压电气环境下持续性进行无功补偿，最大程度降低并网点电压。

Description

一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法
技术领域
本发明属于新能源接入与控制领域，特别涉及一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法。
背景技术
风力发电因其清洁、经济、高效的特点，在我国电力系统中所占比重不断增加，其稳定性及可靠性一直是影响电网安全的重要因素。
风机处于并网状态时，一旦电网电压骤升，转子感应电势以及定、转子电流均变大，造成风机电气系统出现过电压和过电流。如果风电机组由于突变的高电压而大规模脱网，这给电网带来的冲击可能会造成输配电设备损坏或大面积停电等严重后果。
因此，如何提供一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法是本领域人员亟待的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法。
一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，包括：
采集当前机组并网点电压Up，根据Up的标幺值大小进行比较判断；
根据判断结果进行无功补偿，并周期性的进行采集判断。
所述根据Up标幺值的大小进行比较判断包括：
当0.9＜Up的标幺值≤1时，停止无功补偿；
当1＜Up的标幺值＜U1的标幺值时，定子侧输出最大无功补偿；
当U1的标幺值＜Up的标幺值时，定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax。
所述定子侧输出最大无功补偿为定子侧无功补偿最大值Qs(t)，其中，
所述
Figure BDA0002548199400000011
Sn为机组额定视在功率；
Ps为风电机组输出功率。
所述
Figure BDA0002548199400000021
Ps为风电机组输出功率；
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Is为风电机组并网电流有效值。
所述定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax＝定子侧无功补偿最大值+转子侧无功补偿最大值，即
所述Qmax＝Qs(t)+Qr(t)，
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Qr(t)为转子侧无功补偿最大值。
一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制设备，包括双馈风电机组的变流器和机组感性无功补偿控制单元，其中，
所述双馈风电机组的变流器，用于采集当前机组并网点电压Up，根据Up的标幺值大小进行比较判断；
所述机组感性无功补偿控制单元，用于根据判断结果进行无功补偿，并周期性的进行采集判断。
所述根据Up标幺值的大小进行比较判断包括：
当0.9＜Up的标幺值≤1时，停止无功补偿；
当1＜Up的标幺值＜U1的标幺值时，定子侧输出最大无功补偿；
当U1的标幺值＜Up的标幺值时，定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax。
所述定子侧输出最大无功补偿为定子侧无功补偿最大值Qs(t)，其中，
所述
Figure BDA0002548199400000022
Sn为机组额定视在功率；
Ps为风电机组输出功率。
所述
Figure BDA0002548199400000023
Ps为风电机组输出功率；
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Is为风电机组并网电流有效值。
所述定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax＝定子侧无功补偿最大值+转子侧无功补偿最大值，即
所述Qmax＝Qs(t)+Qr(t)，
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Qr(t)为转子侧无功补偿最大值。
本发明可在保证机组不降载运行的情况下，进行高电压穿越无功补偿，机组有功输出不受影响，不会对电网造成二次冲击；采用闭环控制，在较长时间的高电压电气环境下持续性进行无功补偿，最大程度降低并网点电压。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明涉及一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，用于解决风电机组由于突变的高电压而大规模脱网，给电网带来的冲击造成输配电设备损坏或大面积停电等严重后果的问题。
一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，包括采集当前机组并网点电压Up，根据Up的标幺值大小进行比较判断；根据判断结果进行无功补偿，并周期性的进行采集判断。
示例性具体的：
采集当前机组并网点电压Up，根据Up的标幺值的大小进行比较判断；
当1＜Up的标幺值＜U1的标幺值时，定子侧输出最大无功补偿Qs(t)，并周期性的进行采集判断，示例性的，周期性的可以5个周波为一个周期，5个周波为100毫秒，5个周波时间后，再次采集并检测Up的标幺值：
如果Up的标幺值小于等于1则停止无功补偿。
如果Up的标幺值大于1且小于U1的标幺值，则定子侧继续输出定子侧最大无功补偿Qs(t)；其中，
所述
Figure BDA0002548199400000041
Sn为机组额定视在功率；Ps为风电机组输出功率；
所述
Figure BDA0002548199400000042
Is为风电机组并网电流有效值。
如果Up的标幺值大于U1的标幺值，则定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿；其中，
所述定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax＝定子侧无功补偿最大值+转子侧无功补偿最大值，即Qmax＝Qs(t)+Qr(t)；
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值，Qr(t)为转子侧无功补偿最大值。
当U1的标幺值＜Up的标幺值时，定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax，5个周波时间后，再次采集并检测Up的标幺值：
如果Up的标幺值小于等于1则停止无功补偿。
如果Up的标幺值大于1且小于U1的标幺值，则定子侧输出定子侧最大无功补偿Qs(t)；其中，
所述
Figure BDA0002548199400000043
Sn为机组额定视在功率；Ps为风电机组输出功率；
所述
Figure BDA0002548199400000051
Is为风电机组并网电流有效值。
如果Up的标幺值大于U1的标幺值，则定子侧和转子侧继续同时输出最大无功补偿；其中，
所述定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax＝定子侧无功补偿最大值+转子侧无功补偿最大值，即Qmax＝Qs(t)+Qr(t)；
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值，Qr(t)为转子侧无功补偿最大值。
当0.9＜Up的标幺值≤1时，无功补偿关闭，停止进行无功补偿。
为方便分析，将交流电机ABC三相上对应的电流电压，等效变换成直流电机的模式，即将三相电流电压都转换为dq0坐标系体系，转子磁场方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴。
双馈风电机组定子有功功率和无功功率分别为：
Figure BDA0002548199400000052
Uds及Uqs代表风电机组定子d轴q轴电压，Ids及Iqs代表风电机组定子d轴q轴电流；
变频器根据Qs(t)及实时有功功率及电压进行计算，输出无功支撑。
双馈风电机组转子有功功率和无功功率分别为：
Figure BDA0002548199400000053
Udr及Uqr代表风电机组转子d轴q轴电压，Idr及Iqr代表风电机组转子d轴q轴电流；
变频器根据Qr(t)及实时有功功率及电压进行计算，输出无功支撑。
本发明可在保证机组不降载运行的情况下，进行高电压穿越无功补偿，机组有功输出不受影响，不会对电网造成二次冲击；采用闭环控制，在较长时间的高电压电气环境下持续性进行无功补偿，最大程度降低并网点电压。
本发明基于上述一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，还介绍了一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制设备，包括双馈风电机组的变流器和机组感性无功补偿控制单元，其中，
所述双馈风电机组的变流器，用于采集当前机组并网点电压Up，根据Up的标幺值大小进行比较判断；
所述根据Up标幺值的大小进行比较判断包括：
当0.9＜Up的标幺值≤1时，停止无功补偿；
当1＜Up的标幺值＜U1的标幺值时，定子侧输出最大无功补偿；当U1的标幺值＜Up的标幺值时，定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax；
所述定子侧输出最大无功补偿为定子侧无功补偿最大值Qs(t)，其中，
所述
Figure BDA0002548199400000061
Sn为机组额定视在功率；
Ps为风电机组输出功率；
所述
Figure BDA0002548199400000062
Ps为风电机组输出功率；
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Is为风电机组并网电流有效值。
所述定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax＝定子侧无功补偿最大值+转子侧无功补偿最大值，即
所述Qmax＝Qs(t)+Qr(t)，
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Qr(t)为转子侧无功补偿最大值；
所述机组感性无功补偿控制单元，用于根据判断结果进行无功补偿，并周期性的进行采集判断。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，其特征在于，包括：
采集当前机组并网点电压Up，根据Up的标幺值大小进行比较判断；
根据判断结果进行无功补偿，并周期性的进行采集判断。
2.根据权利要求1所述的双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，其特征在于，所述根据Up标幺值的大小进行比较判断包括：
当0.9＜Up的标幺值≤1时，停止无功补偿；
当1＜Up的标幺值＜U1的标幺值时，定子侧输出最大无功补偿；
当U1的标幺值＜Up的标幺值时，定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax。
3.根据权利要求2所述的双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，其特征在于，所述定子侧输出最大无功补偿为定子侧无功补偿最大值Qs(t)，其中，
所述
Figure FDA0002548199390000011
Sn为机组额定视在功率；
Ps为风电机组输出功率。
4.根据权利要求3所述的双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，其特征在于，
所述
Figure FDA0002548199390000012
Ps为风电机组输出功率；
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Is为风电机组并网电流有效值。
5.根据权利要求1所述的双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制方法，其特征在于，
所述定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax＝定子侧无功补偿最大值+转子侧无功补偿最大值，即
所述Qmax＝Qs(t)+Qr(t)，
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Qr(t)为转子侧无功补偿最大值。
6.一种双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制设备，其特征在于，包括双馈风电机组的变流器和机组感性无功补偿控制单元，其中，
所述双馈风电机组的变流器，用于采集当前机组并网点电压Up，根据Up的标幺值大小进行比较判断；
所述机组感性无功补偿控制单元，用于根据判断结果进行无功补偿，并周期性的进行采集判断。
7.根据权利要求6所述的双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制设备，其特征在于，所述根据Up标幺值的大小进行比较判断包括：
当0.9＜Up的标幺值≤1时，停止无功补偿；
当1＜Up的标幺值＜U1的标幺值时，定子侧输出最大无功补偿；
当U1的标幺值＜Up的标幺值时，定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax。
8.根据权利要求7所述的双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制设备，其特征在于，所述定子侧输出最大无功补偿为定子侧无功补偿最大值Qs(t)，其中，
所述
Figure FDA0002548199390000021
Sn为机组额定视在功率；
Ps为风电机组输出功率。
9.根据权利要求7所述的双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制设备，其特征在于，
所述
Figure FDA0002548199390000022
Ps为风电机组输出功率；
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Is为风电机组并网电流有效值。
10.根据权利要求7所述的双馈风电机组高电压穿越无功补偿控制设备，其特征在于，
所述定子侧和转子侧同时输出最大无功补偿Qmax＝定子侧无功补偿最大值+转子侧无功补偿最大值，即
所述Qmax＝Qs(t)+Qr(t)，
Qs(t)为定子侧无功补偿最大值；
Qr(t)为转子侧无功补偿最大值。
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