一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法，其包括以下步骤：步骤1、电网电压判断；步骤2、检测储能装置状态；步骤3、系统进入故障穿越模式，启动储能装置进行储能；步骤4、判定直流环节电压；步骤5、励磁装置输出额定励磁电流，返回步骤1；步骤6、励磁装置启动弱磁模式，励磁装置输出额定励磁电流的设定比例值E4，返回至步骤1；步骤7、风电机组直接停机。本发明利用储能装置对故障穿越进行一次保护，从而无需利用撬棒电路，并且利用弱磁技术进行二次保护，从而降低对储能装置容量和充放电速度的要求。
【专利说明】一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电机领域，尤其涉及一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法。
【背景技术】
[0002]随着世界范围内风力发电的持续快速增长,风电在电网中所占的比例越来越大。由于风能具有间歇性、随机性等特殊性能，风电在并网过程中会产生系列问题。其中，低电压故障穿越就是风电并网的瓶颈之一，且造成的后果也最严重。若风电机组不具备故障穿越能力，当电网发生故障时，会导致风电机组大面积停机，电网局部有功缺失，对电网的稳定性及电能质量构成威胁，造成巨大损失。
[0003]目前，较多使用的直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法一般为增加撬棒电路，以热能形式卸载多余能量。这种方法以去除多余电量为控制目的，以实现故障穿越，造成了部分电量损失。且当电网恢复正常时，直流环节电压会出现短暂的波动，严重时，会导致风电机组停机。
[0004]而目前的永磁风力发电机组故障穿越的方法有利用储能装置进行能量反馈，该方法单纯依靠储能装置储存故障穿越期间产生的多余能量，但是会存在以下缺陷:由于故障穿越时间间隔很短，要求储能装置的充放电速度极快，此外为了提高保护能力，储能装置的容量要求尽可能大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种减少电量损失和当电网恢复正常时，减少直流环节电压的波动的直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法。
[0006]为实现以上目的，本发明的技术方案是，一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法，其包括以下步骤:
步骤1:电网电压判断，判断实时电网电压与额定电网电压的比值，当实时电网电压与额定电网电压之比大于或等于设定比例值El时，进入步骤2，当实时电网电压与额定电网电压之比小于设定比例值El时，进入步骤3 ;
步骤2:检测储能装置状态，若储能装置处于关闭状态，则返回步骤1，若储能装置处于储能放电状态，则放电结束后关闭储能装置，返回步骤I ;
步骤3:系统进入故障穿越模式，启动储能装置进行储能，同时进入步骤4 ；
步骤4:判定直流环节电压，若实时直流环节电压值小于额定直流环节电压的设定比例值E2则进入步骤5，若实时直流环节电压值小于或等于额定直流环节电压的设定比例值E3且大于或等于额定直流环节电压的设定比例值E2则进入步骤6，若实时直流环节电压值大于额定直流环节电压的设定比例值E3则进入步骤7 ；
步骤5:励磁装置输出额定励磁电流，返回步骤I ;
步骤6:励磁装置启动弱磁模式，励磁装置输出额定励磁电流的设定比例值E4，返回至步骤I ;
步骤7:风电机组直接停机。
[0007]优选的，所述步骤I的设定比例值El为90%。
[0008]优选的，所述步骤4的设定比例值E2为110%，设定比例值E3为120%。
[0009]优选的，所述步骤6的设定比例值E4为80%。
[0010]本发明的有益技术效果是:利用储能装置对故障穿越进行一次保护，从而无需利用撬棒电路，并且利用弱磁技术进行二次保护，从而降低对储能装置容量和充放电速度的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施例电路框图；
图2为本发明实施例系统框图；
图3为本发明实施例流程方框图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0013]参照图1、图2，本发明所述的直流励磁直驱风电机组包含直流励磁发电机1、机侧变流器2、直流环节3、网侧变流器4、励磁装置5、检测模块6、总控制模块7、能量反馈装置
8。直流励磁发电机1、电网9分别通过机侧变流器2、网侧变流器4后连接直流环节3，直流环节3通过励磁装置5对直流励磁发电机I进行励磁，检测模块6检测直流环节3和电网9的电压，能量反馈装置8通过直流环节3进行充电和放电，总控制模块7根据检测模块6的信号控制励磁装置5和能量反馈装置8的工作状态。总控制模块7包含分析计算模块
10、能量反馈控制模块11以及励磁控制模块12，分析计算模块10对检测模块6输送来的实时电压信号进行分析，然后输送执行命令给能量反馈控制模块11和励磁控制模块12，能量反馈控制模块11和励磁控制模块12接收执行命令后分别控制能量反馈装置8和励磁装置5，以实现系统故障穿越功能。
[0014]参照图3，一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法，其包括以下步骤: 步骤1:电网电压判断，判断实时电网电压与额定电网电压的比值，当实时电网电压与
额定电网电压之比大于或等于90%时，进入步骤2，当实时电网电压与额定电网电压之比小于90%时，进入步骤3 ；
步骤2:检测储能装置状态，若储能装置处于关闭状态，则返回步骤1，若储能装置处于储能放电状态，则切换放电模式，放电结束后关闭储能装置，返回步骤I ;
步骤3:系统进入故障穿越模式，启动储能装置进行储能，同时进入步骤4 ;
步骤4:判定直流环节电压，若实时直流环节电压值小于额定直流环节电压的110%则进入步骤5，若实时直流环节电压值小于或等于额定直流环节电压120%且大于或等于额定直流环节电压110%则进入步骤6，若实时直流环节电压值大于额定直流环节电压120%则进入步骤7 ；
步骤5:励磁装置输出额定励磁电流，返回步骤I ;
步骤6:励磁装置启动弱磁模式，励磁装置输出额定励磁电流的80%，返回至步骤I ;步骤7:风电机组直接停机。
【权利要求】
1.一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法，其特征在于，其包括以下步骤: 步骤1、电网电压判断，判断实时电网电压与额定电网电压的比值，当实时电网电压与额定电网电压之比大于或等于设定比例值El时，进入步骤2，当实时电网电压与额定电网电压之比小于设定比例值El时，进入步骤3 ; 步骤2、检测储能装置状态，若储能装置处于关闭状态，则返回步骤1，若储能装置处于储能放电状态，则放电结束后关闭储能装置，返回步骤I ; 步骤3、系统进入故障穿越模式，启动储能装置进行储能，同时进入步骤4 ； 步骤4、判定直流环节电压，若实时直流环节电压值小于额定直流环节电压的设定比例值E2则进入步骤5，若实时直流环节电压值小于或等于额定直流环节电压的设定比例值E3且大于或等于额定直流环节电压的设定比例值E2则进入步骤6，若实时直流环节电压值大于额定直流环节电压的设定比例值E3则进入步骤7 ； 步骤5、励磁装置输出额定励磁电流，返回步骤I ; 步骤6、励磁装置启动弱磁模式，励磁装置输出额定励磁电流的设定比例值E4，返回至步骤I ; 步骤7、风电机组直接停机。
2.根据权利要求1所述的一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法，其特征在于，所述步骤I的设定比例值El为90%。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法，其特征在于，所述步骤4的设定比例值E2为110%，设定比例值E3为120%。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法，其特征在于，所述步骤6的设定比例值E4为80%。
5.根据权利要求3所述的一种直流励磁直驱风电机组故障穿越的控制方法，其特征在于，所述步骤6的设定比例值E4为80%。
【文档编号】H02J3/38GK103944192SQ201410203815
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】邓栋, 熊弦, 邓琛 申请人:湘电风能有限公司