一种双馈型风力发电机组的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电领域，具体地说，涉及一种双馈型风力发电机组的控制方法。
【背景技术】
[0002]风力发电作为一种无污染、利用可再生资源的环保型发电方式，成为最具发展潜力的可再生能源技术之一，已成为世界各国竞相发展的热点和重点，市场前景广阔。
[0003]随着风力发电机组装机容量的快速提升，其占全球总发电量的比重也越来越大。为了应对风力发电机组的大规模并网对电网造成的负面影响，世界各国电网公司也相继出台了严格的风力发电场接入技术规定，包括对风力发电机组的高电压穿越能力(HowVoltage Ride-Through，简称HVRT)的要求。高电压穿越能力，意味着电网电压突然升高时，风力发电机组能够不离网运行，并能够吸收电网的一部分无功功率，抑制电网电压的进一步升高。
[0004]发明人发现，现有技术在电网电压突然升高时，需要利用直流母线斩波电路进行动态调节，导致双馈型风力发电机组的成本增高，并且增大了双馈型风力发电机组的控制难度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种双馈型风力发电机组的控制方法，以简便易行的方法实现了双馈型风力发电机组的高压穿越能力。
[0006]本发明提供了一种双馈型风力发电机组的控制方法，该方法包括:
[0007]实时检测电网电压；
[0008]当检测到电网电压为额定电压的1.1至1.3倍时，控制所述双馈型风力发电机组的网侧变流器吸收电网的无功功率，并且重启机侧变流器。
[0009]其中，所述当检测到电网电压为额定电压的1.1至1.3倍时，重启机侧变流器包括:
[0010]实时检测转子电流或直流母线电压；
[0011]当检测到转子电流或直流母线电压因电网电压过高而升高至预设保护值时，断开所述机侧变流器，利用撬棒电路释放所述双馈型风力发电机组的转子绕组的暂态冲击电流，之后重启所述双馈型风力发电机组的机侧变流器。
[0012]其中，当电网电压不对称升高时，利用转子电压的d轴和q轴分量，作为所述机侧变流器重启时转子电流PI调节器输出的指令电压的前馈补偿项。
[0013]其中，所述转子电流的预设保护值为1500A，所述直流母线电压的预设保护值为1300Vo
[0014]其中，所述方法还包括:
[0015]检测所述网侧变流器的电流；
[0016]当所述网侧变流器出现过电流时，重启所述网侧变流器。
[0017]其中，当所述网侧变流器的重启次数大于预设值时，断开所述网侧变流器。
[0018]其中，所述预设值为20。
[0019]本发明带来了以下有益效果:在本发明实施例中，为了以简便易行的方法实现了双馈型风力发电机组的高压穿越能力，本发明实施例提供了一种双馈型风力发电机组的控制方法，仅需要在电网电压为额定电压的1.1至1.3倍时，控制双馈型风力发电机组的网侧变流器吸收电网的无功功率，并且重启机侧变流器，即可使得该双馈型风力发电机组具有高压穿越能力，操作简单。并且整个双馈型风力发电机组的结构简单，元器件少，无需对现有的双馈型风力发电机组增加硬件、进行硬件上的改造，使用成本低。
[0020]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特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍:
[0022]图1是本发明实施例提供的双馈型风力发电机组的结构示意图；
[0023]图2是本发明实施例提供的双馈型风力发电机组的控制方法的流程示意图；
[0024]图3是本发明实施例提供的机侧变流器的控制原理图。
【具体实施方式】
[0025]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0026]本发明实施例提供了一种双馈型风力发电机组的控制方法，如图1所示，该双馈型风力发电机组包括风机系统、双馈发电机(Double Fed Induct1n Generator，简称DFIG)、撬棒(Crowbar)电路、机侧变流器、网侧变流器、无功补偿电容、滤波器、风机箱变等结构。
[0027]双馈发电机的转子轴连接风机系统，定子绕组直接连接至电网，转子绕组则通过机侧变流器与网侧变流器连接电网。其中网侧变流器优选为四象限整流器。网侧变流器的输出端并联RC滤波器或串联LC滤波器，以减少网侧变流器输出的电流的纹波；机侧变流器的输出端并联撬棒电路，无功补偿电容可滤除机侧变流器输出电流的高频分量，双馈发电机通过风机箱变实现与电网的连接。
[0028]该双馈型风力发电机组的并网过程大致如下:首先通过风机箱变将电网连接上该双馈型风力发电机组，通过整流桥对网侧变流器的直流环节充电，充电完毕后启动网侧变流器。同时，待滤波器的端口电压与电网电压相位幅值相同时，闭合网侧接触器K1，完成网侧变流器并网；网侧变流器并网后，启动机侧变流器，开始对双馈发电机的转子绕组励磁，并使得双馈发电机的定子端口电压与电网电压频率、幅值、相位相同。最后闭合定子接触器K2，双馈型风力发电机组并网完成。
[0029]如图2所示，为了实现该双馈型风力发电机组的高压穿越能力，该双馈型风力发电机组的控制方法包括:
[0030]步骤S101、实时检测电网电压。
[0031 ] 步骤S102、当检测到电网电压为额定电压的1.1至1.3倍时，控制所述双馈型风力发电机组的网侧变流器吸收电网的无功功率，并且重启机侧变流器。
[0032]电网电压为额定电压的1.1至1.3倍时，为了防止因电网电压过高导致网侧变流器出现调制度饱和，进而造成网侧变流器失控，可采用控制网侧变流器吸收电网的无功功率的方式，即令网侧变流器的无功指令值根据电网电压的升高而发生一定斜率的增大。同时网侧变流器的有功指令值保持不变，即维持直流母线电压恒定。
[0033]从而，可保证在双馈型风力发电机组的运行过程中，网侧滤波电感LI上的电压与电网电压的矢量和的峰值小于直流母线电压的实际值，即小于网侧变流器中间支撑电容上的电压，从而保证调制度不饱和，使得网侧变流器可控。
[0034]另外，对于机侧变流器而言，电网电压为额定电压的1.1至1.3倍时，需要将其进行重启。在重启过程中，需要实时检测转子电流或直流母线电压，并根据转子电流以及直流母线电压的大小投入或切出撬棒电路。
[0035]具体的，当检测到由电网电压过高而引起的转子电流快速增大到预设保护值1500A、或直流母线电压达到预设保护值1300V时，通过封锁该机侧变流器中的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)脉冲的方式断开机侧变流器，并投入位于双馈