一種雙饋型風力發電機組的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電領域，具體地說，涉及一種雙饋型風力發電機組的控制方法。
【背景技術】
[0002]風力發電作為一種無污染、利用可再生資源的環保型發電方式，成為最具發展潛力的可再生能源技術之一，已成為世界各國競相發展的熱點和重點，市場前景廣闊。
[0003]隨著風力發電機組裝機容量的快速提升，其占全球總發電量的比重也越來越大。為了應對風力發電機組的大規模并網對電網造成的負面影響，世界各國電網公司也相繼出臺了嚴格的風力發電場接入技術規定，包括對風力發電機組的高電壓穿越能力(HowVoltage Ride-Through，簡稱HVRT)的要求。高電壓穿越能力，意味著電網電壓突然升高時，風力發電機組能夠不離網運行，并能夠吸收電網的一部分無功功率，抑制電網電壓的進一步升高。
[0004]發明人發現，現有技術在電網電壓突然升高時，需要利用直流母線斬波電路進行動態調節，導致雙饋型風力發電機組的成本增高，并且增大了雙饋型風力發電機組的控制難度。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種雙饋型風力發電機組的控制方法，以簡便易行的方法實現了雙饋型風力發電機組的高壓穿越能力。
[0006]本發明提供了一種雙饋型風力發電機組的控制方法，該方法包括:
[0007]實時檢測電網電壓；
[0008]當檢測到電網電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，控制所述雙饋型風力發電機組的網側變流器吸收電網的無功功率，并且重啟機側變流器。
[0009]其中，所述當檢測到電網電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，重啟機側變流器包括:
[0010]實時檢測轉子電流或直流母線電壓；
[0011]當檢測到轉子電流或直流母線電壓因電網電壓過高而升高至預設保護值時，斷開所述機側變流器，利用撬棒電路釋放所述雙饋型風力發電機組的轉子繞組的暫態沖擊電流，之后重啟所述雙饋型風力發電機組的機側變流器。
[0012]其中，當電網電壓不對稱升高時，利用轉子電壓的d軸和q軸分量，作為所述機側變流器重啟時轉子電流PI調節器輸出的指令電壓的前饋補償項。
[0013]其中，所述轉子電流的預設保護值為1500A，所述直流母線電壓的預設保護值為1300Vo
[0014]其中，所述方法還包括:
[0015]檢測所述網側變流器的電流；
[0016]當所述網側變流器出現過電流時，重啟所述網側變流器。
[0017]其中，當所述網側變流器的重啟次數大于預設值時，斷開所述網側變流器。
[0018]其中，所述預設值為20。
[0019]本發明帶來了以下有益效果:在本發明實施例中，為了以簡便易行的方法實現了雙饋型風力發電機組的高壓穿越能力，本發明實施例提供了一種雙饋型風力發電機組的控制方法，僅需要在電網電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，控制雙饋型風力發電機組的網側變流器吸收電網的無功功率，并且重啟機側變流器，即可使得該雙饋型風力發電機組具有高壓穿越能力，操作簡單。并且整個雙饋型風力發電機組的結構簡單，元器件少，無需對現有的雙饋型風力發電機組增加硬件、進行硬件上的改造，使用成本低。
[0020]本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹:
[0022]圖1是本發明實施例提供的雙饋型風力發電機組的結構示意圖；
[0023]圖2是本發明實施例提供的雙饋型風力發電機組的控制方法的流程示意圖；
[0024]圖3是本發明實施例提供的機側變流器的控制原理圖。
【具體實施方式】
[0025]以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。需要說明的是，只要不構成沖突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護范圍之內。
[0026]本發明實施例提供了一種雙饋型風力發電機組的控制方法，如圖1所示，該雙饋型風力發電機組包括風機系統、雙饋發電機(Double Fed Induct1n Generator，簡稱DFIG)、撬棒(Crowbar)電路、機側變流器、網側變流器、無功補償電容、濾波器、風機箱變等結構。
[0027]雙饋發電機的轉子軸連接風機系統，定子繞組直接連接至電網，轉子繞組則通過機側變流器與網側變流器連接電網。其中網側變流器優選為四象限整流器。網側變流器的輸出端并聯RC濾波器或串聯LC濾波器，以減少網側變流器輸出的電流的紋波；機側變流器的輸出端并聯撬棒電路，無功補償電容可濾除機側變流器輸出電流的高頻分量，雙饋發電機通過風機箱變實現與電網的連接。
[0028]該雙饋型風力發電機組的并網過程大致如下:首先通過風機箱變將電網連接上該雙饋型風力發電機組，通過整流橋對網側變流器的直流環節充電，充電完畢后啟動網側變流器。同時，待濾波器的端口電壓與電網電壓相位幅值相同時，閉合網側接觸器K1，完成網側變流器并網；網側變流器并網后，啟動機側變流器，開始對雙饋發電機的轉子繞組勵磁，并使得雙饋發電機的定子端口電壓與電網電壓頻率、幅值、相位相同。最后閉合定子接觸器K2，雙饋型風力發電機組并網完成。
[0029]如圖2所示，為了實現該雙饋型風力發電機組的高壓穿越能力，該雙饋型風力發電機組的控制方法包括:
[0030]步驟S101、實時檢測電網電壓。
[0031 ] 步驟S102、當檢測到電網電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，控制所述雙饋型風力發電機組的網側變流器吸收電網的無功功率，并且重啟機側變流器。
[0032]電網電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，為了防止因電網電壓過高導致網側變流器出現調制度飽和，進而造成網側變流器失控，可采用控制網側變流器吸收電網的無功功率的方式，即令網側變流器的無功指令值根據電網電壓的升高而發生一定斜率的增大。同時網側變流器的有功指令值保持不變，即維持直流母線電壓恒定。
[0033]從而，可保證在雙饋型風力發電機組的運行過程中，網側濾波電感LI上的電壓與電網電壓的矢量和的峰值小于直流母線電壓的實際值，即小于網側變流器中間支撐電容上的電壓，從而保證調制度不飽和，使得網側變流器可控。
[0034]另外，對于機側變流器而言，電網電壓為額定電壓的1.1至1.3倍時，需要將其進行重啟。在重啟過程中，需要實時檢測轉子電流或直流母線電壓，并根據轉子電流以及直流母線電壓的大小投入或切出撬棒電路。
[0035]具體的，當檢測到由電網電壓過高而引起的轉子電流快速增大到預設保護值1500A、或直流母線電壓達到預設保護值1300V時，通過封鎖該機側變流器中的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)脈沖的方式斷開機側變流器，并投入位于雙饋