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具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组

2025-04-17 09:40:01 156次浏览

技术特征:

1.一种具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,包括:网侧单元、机侧单元;

2.根据权利要求1所述的具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,所述积分器的增益为电网角频率基准值ωbg;

3.根据权利要求2所述的具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,所述网侧单元中采用封锁网侧变流器触发脉冲的方法进行低电压故障穿越。

4.根据权利要求2所述的具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,当具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组的输出电流幅值ig≥1.25p.u.时,fi为1;否则,fi为0;

5.根据权利要求2所述的具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,所述网侧变流器包括:flag控制、flag控制的选通开关;

6.根据权利要求1所述的具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,在用于故障穿越的网侧变流器中,对于其中flag控制的选通开关sg2-sg4,flag值为0时,开关处在位置2;flag值为1时,开关处在位置1;当电网发生三相短路故障flag由0变为1,选通开关sg2-sg4由位置2变到位置1,sgabc变为0,封锁网侧变流器的触发脉冲,避免过电流对开关管的损坏;sg2处在位置2意味着由锁相环观测公共连接点电压相位θ,sg3处在位置2无功功率控制被切出,便于短路故障切除后网侧变流器的重新启动;当短路故障切除后flag由0变为1,sg4切换到位置2,网侧变流器重新启动;sg2延迟tf2后由位置1切换到位置2,网侧变流器根据直流电压动态特性与电网同步;sg3延迟tf3后由位置1切换到位置2,无功功率控制被投入,此时故障切除后网侧变流器的重启动完成。

7.根据权利要求1所述的具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,在用于故障穿越的撬棒控制器中,直流电压udc经过一个滞环比较器,其输出用于决定撬棒是否投入;当udc大于开通点udc2,滞环比较器输出为1,卸荷电路投入降低直流电压;当udc小于滞环比较器的关断点udc1,滞环比较器输出为0,卸荷电路从直流侧切除;当风电机组正常运行时flag为1,滞环比较器的开通点udc2、关断点udc1分别为1.1p.u.和0.9p.u.;当短路故障发生时flag为0,开通点udc2、关断点udc1分别设为1.01p.u.和0.99p.u.,由于机侧变流器仍然发出功率,撬棒控制器将直流电压控制在额定值附近;当故障清除后,sc2、sc3在延迟tf2后由位置1切换到位置2,开通点udc2、关断点udc1的值又被分别设为1.1p.u.和0.9p.u.。

8.根据权利要求1所述的具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,在用于故障穿越的机侧变流器控制器中,当短路故障发生flag为1时,sm1、sm2由位置2切换到位置1,惯量传递控制被切出,机侧变流器由最优功率控制变为恒功率控制;故障时机侧变流器有功功率参考值pmref设为0.05p.u.的目的是维持直流侧电压不跌落;当短路故障切除时,sm1延迟tf4后由位置1切换到位置2,机侧变流器变回最优功率控制;sm2延迟tf5后由位置1切换到位置2,惯量传递控制被投入。

9.根据权利要求1所述的具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,其特征在于,在用于故障穿越的变桨控制器中,当风轮转速ωt、机侧变流器输出有功功率pm超过设定值时,变桨控制器增大桨距角β,减少风轮捕获的风功率;当短路故障发生flag为1时,sp1由位置2切换到位置1,对应有功功率设定值由1.2p.u.变为0,变桨控制器输出桨距角β增大,减小因机侧变流器输出有功功率降低引起风轮转速的过度增大;当故障清除后,sp1延迟tf6后由位置1切换到位置2,有功功率设定值变为1.2p.u.,变桨控制器恢复正常。


技术总结
本发明提供了一种具有低电压故障穿越能力的全功率变换风电机组,包括:网侧单元、机侧单元;所述网侧单元与机侧单元相连;所述网侧单元包括:网侧变流器;所述网侧变流器控制直流侧电压;所述网侧变流器包括:网侧变流器控制环路;本发明中的网侧变流器的稳定控制器测量直流电压,经过放大器和高通滤波器后,其输出叠加到网侧变流器的调制电压上。所给出的参数设计方法,根据系统潜在谐振频率整定机侧稳定控制器的低通滤波时间常数、网侧稳定控制器的高通滤波时间常数以及网侧致稳控制系数。在电网故障期间采用封锁网侧变流器触发脉冲的方法进行低电压故障穿越,这种故障穿越方法具有耐受电网短路故障时间更长、无频率失稳风险、适应性更强的优势。

技术研发人员:蔡旭,桑顺,张琛,饶芳权
受保护的技术使用者:上海交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/18
文档序号 : 【 40050218 】

技术研发人员:蔡旭,桑顺,张琛,饶芳权
技术所有人:上海交通大学

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蔡旭桑顺张琛饶芳权上海交通大学
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