一种风电机组高电压穿越控制方法及系统与流程

所属的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd－rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

背景技术：

1、近年风力发电技术在全世界的范围内得到了巨大发展，随着风电装机总量的逐年攀升，风电接入电网后与电网之间的相互影响，已经不能忽略，并且风电系统在电网在故障情况下的运行控制方式将会直接影响到电网的安全稳定运行。高电压穿越，一般是指当电压超过额定电压某一定值时，挂网设备能够不脱网运行，并提供相应的故障恢复电流。与其相类似的是低电压穿越，目前低电压穿越已经有国标，但是高电压穿越目前尚无国家规定标准。

2、然而现有技术中，由于实际环境中风力的不稳定性，风电机组经常面临电压突变的考验，导致风电场风机整体解列，电网电压波动，从而影响电网的稳定运行，严重时甚至会导致风电机组停止运行，当电网电压发生故障骤升时，如果不加以控制，可能会造成变流器和风电机组的损坏，同时也会对电网产生功率冲击，造成电力系统的短态不稳定，严重时可能导致局部甚至系统瘫痪等问题，因此，如何提供一种风电机组高电压穿越控制方法及系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种风电机组高电压穿越控制方法及系统，本发明通过将并网点的电压变化差值作为执行高电压穿越控制的条件，在实际控制过程中对风机输送的电流进行补偿修正控制，可以极大地提高高电压穿越过程中电流控制的准确性，进一步的提高了电力系统运行的稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种风电机组高电压穿越控制方法，包括：

4、实时监测风电场并网点的电压，并获取所述并网点的电压变化差值v；

5、根据所述电压变化差值v确定是否需要执行高电压穿越控制；其中，

6、当需要执行所述高电压穿越控制时，控制风机减小向所述并网点输送的有功电流，增大向所述并网点输送的无功电流，并根据所述电压变化差值v计算所述风机的无功功率的目标值，在执行所述高电压穿越控制时，根据所述无功功率的目标值对所述风机进行补偿修正控制。

7、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设电压变化差值矩阵t0和预设有功电流输送减小值矩阵a，对于所述预设有功电流输送减小值矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设有功电流输送减小值，a2为第二预设有功电流输送减小值，a3为第三预设有功电流输送减小值，a4为第四预设有功电流输送减小值，且a1＜a2＜a3＜a4；

8、对于所述预设电压变化差值矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设电压变化差值，t02为第二预设电压变化差值，t03为第三预设电压变化差值，t04为第四预设电压变化差值，且t01＜t02＜t03＜t04；

9、根据v与所述预设电压变化差值矩阵t0之间的关系选定相应的有功电流输送减小值作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

10、当v＜t01时，选定所述第一预设有功电流输送减小值a1作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

11、当t01≤v＜t02时，选定所述第二预设有功电流输送减小值a2作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

12、当t02≤v＜t03时，选定所述第三预设有功电流输送减小值a3作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

13、当t03≤v＜t04时，选定所述第四预设有功电流输送减小值a4作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值。

14、在本技术的一些实施例中，所述风机的无功功率的目标值是通过以下公式计算得到的：

15、q＝k＊v；

16、式中，q为所述风机的无功功率的目标值，v为所述电压变化差值，k为预先设定的电压－功率参数；

17、预先设定有预设无功功率目标值矩阵k0和预设有功电流输送减小值修正系数矩阵b，对于所述预设有功电流输送减小值修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设有功电流输送减小值修正系数，b2为第二预设有功电流输送减小值修正系数，b3为第三预设有功电流输送减小值修正系数，b4为第四预设有功电流输送减小值修正系数，且1＜b1＜b2＜b3＜b4＜1.5；

18、对于所述预设无功功率目标值矩阵k0，设定k0(k01，k02，k03，k04)，其中，k01为第一预设无功功率目标值，k02为第二预设无功功率目标值，k03为第三预设无功功率目标值，k04为第四预设无功功率目标值，且k01＜k02＜k03＜k04；

19、根据q与所述预设无功功率目标值矩阵k0之间的关系选定相应的修正系数以对各预设有功电流输送减小值进行修正；

20、当q＜k01时，选定所述第一预设有功电流输送减小值修正系数b1对所述第一预设有功电流输送减小值a1进行修正，修正后的有功电流输送减小值为a1＊b1；

21、当k01≤q＜k02，选定所述第二预设有功电流输送减小值修正系数b2对所述第二预设有功电流输送减小值a2进行修正，修正后的有功电流输送减小值为a2＊b3；

22、当k02≤q＜k03，选定所述第三预设有功电流输送减小值修正系数b3对所述第三预设有功电流输送减小值a3进行修正，修正后的有功电流输送减小值为a3＊b3；

23、当k03≤q＜k04，选定所述第四预设有功电流输送减小值修正系数b4对所述第四预设有功电流输送减小值a4进行修正，修正后的有功电流输送减小值为a4＊b4。

24、在本技术的一些实施例中，所述控制风机减小向所述并网点输送的有功电流，包括：

25、根据所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值控制所述有功电流值的输送速率；

26、预先设定有预设电流输送速率矩阵f0，对于所述预设电流输送速率矩阵f0，设定f0(f01，f02，f03，f04)，其中，f01为第一预设电流输送速率，f02为第二预设电流输送速率，f03为第三预设电流输送速率，f04为第四预设电流输送速率，且f01＜f02＜f03＜f04；

27、当选定a1＊b1作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值时，选定所述第一预设电流输送速率作为向所述并网点输送的有功电流值的输送速率；

28、当选定a2＊b2作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值时，选定所述第二预设电流输送速率作为向所述并网点输送的有功电流值的输送速率；

29、当选定a3＊b3作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值时，选定所述第三预设电流输送速率作为向所述并网点输送的有功电流值的输送速率；

30、当选定a4＊b4作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值时，选定所述第四预设电流输送速率作为向所述并网点输送的有功电流值的输送速率。

31、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设无功电流输送增大值矩阵e，对于所述预设无功电流输送增大值矩阵e，设定e(e1，e2，e3，e4)，其中e1为第一预设无功电流输送增大值，e2为第二预设无功电流输送增大值，e3为第三预设无功电流输送增大值，e4为第四预设无功电流输送增大值，且e1＜e2＜e3＜e4；

32、根据v与所述预设电压变化差值矩阵t0之间的关系选定相应的无功电流输送增大值作为控制所述风机增大向所述并网点输送的无功电流值；

33、当v＜t01时，选定所述第四预设无功电流输送增大值e4作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

34、当t01≤v＜t02时，选定所述第三预设无功电流输送增大值e3作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

35、当t02≤v＜t03时，选定所述第二预设无功电流输送增大值e2作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

36、当t03≤v＜t04时，选定所述第一预设无功电流输送增大值e1作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值。

37、为了实现上述目的，本发明还相应的提供了一种风电机组高电压穿越控制系统，应用于所述的风电机组高电压穿越控制方法中，包括：

38、监测单元，用于实时监测风电场并网点的电压，并获取所述并网点的电压变化差值v；

39、控制单元，用于根据所述电压变化差值v确定是否需要执行高电压穿越控制；其中，

40、当需要执行所述高电压穿越控制时，控制风机减小向所述并网点输送的有功电流，增大向所述并网点输送的无功电流，并根据所述电压变化差值v计算所述风机的无功功率的目标值，在执行所述高电压穿越控制时，根据所述无功功率的目标值对所述风机进行补偿修正控制。

41、在本技术的一些实施例中，所述控制单元内设定有预设电压变化差值矩阵t0和预设有功电流输送减小值矩阵a，对于所述预设有功电流输送减小值矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设有功电流输送减小值，a2为第二预设有功电流输送减小值，a3为第三预设有功电流输送减小值，a4为第四预设有功电流输送减小值，且a1＜a2＜a3＜a4；

42、对于所述预设电压变化差值矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设电压变化差值，t02为第二预设电压变化差值，t03为第三预设电压变化差值，t04为第四预设电压变化差值，且t01＜t02＜t03＜t04；

43、所述控制单元还用于根据v与所述预设电压变化差值矩阵t0之间的关系选定相应的有功电流输送减小值作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

44、当v＜t01时，选定所述第一预设有功电流输送减小值a1作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

45、当t01≤v＜t02时，选定所述第二预设有功电流输送减小值a2作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

46、当t02≤v＜t03时，选定所述第三预设有功电流输送减小值a3作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

47、当t03≤v＜t04时，选定所述第四预设有功电流输送减小值a4作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值。

48、在本技术的一些实施例中，所述风机的无功功率的目标值是通过以下公式计算得到的：

49、q＝k＊v；

50、式中，q为所述风机的无功功率的目标值，v为所述电压变化差值，k为预先设定的电压－功率参数；

51、所述控制单元内还设定有预设无功功率目标值矩阵k0和预设有功电流输送减小值修正系数矩阵b，对于所述预设有功电流输送减小值修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设有功电流输送减小值修正系数，b2为第二预设有功电流输送减小值修正系数，b3为第三预设有功电流输送减小值修正系数，b4为第四预设有功电流输送减小值修正系数，且1＜b1＜b2＜b3＜b4＜1.5；

52、对于所述预设无功功率目标值矩阵k0，设定k0(k01，k02，k03，k04)，其中，k01为第一预设无功功率目标值，k02为第二预设无功功率目标值，k03为第三预设无功功率目标值，k04为第四预设无功功率目标值，且k01＜k02＜k03＜k04；

53、所述控制单元还用于根据q与所述预设无功功率目标值矩阵k0之间的关系选定相应的修正系数以对各预设有功电流输送减小值进行修正；

54、当q＜k01时，选定所述第一预设有功电流输送减小值修正系数b1对所述第一预设有功电流输送减小值a1进行修正，修正后的有功电流输送减小值为a1＊b1；

55、当k01≤q＜k02，选定所述第二预设有功电流输送减小值修正系数b2对所述第二预设有功电流输送减小值a2进行修正，修正后的有功电流输送减小值为a2＊b3；

56、当k02≤q＜k03，选定所述第三预设有功电流输送减小值修正系数b3对所述第三预设有功电流输送减小值a3进行修正，修正后的有功电流输送减小值为a3＊b3；

57、当k03≤q＜k04，选定所述第四预设有功电流输送减小值修正系数b4对所述第四预设有功电流输送减小值a4进行修正，修正后的有功电流输送减小值为a4＊b4。

58、在本技术的一些实施例中，所述控制单元还用于根据所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值控制所述有功电流值的输送速率；

59、所述控制单元内还设定有预设电流输送速率矩阵f0，对于所述预设电流输送速率矩阵f0，设定f0(f01，f02，f03，f04)，其中，f01为第一预设电流输送速率，f02为第二预设电流输送速率，f03为第三预设电流输送速率，f04为第四预设电流输送速率，且f01＜f02＜f03＜f04；

60、所述控制单元还用于当选定a1＊b1作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值时，选定所述第一预设电流输送速率作为向所述并网点输送的有功电流值的输送速率；

61、所述控制单元还用于当选定a2＊b2作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值时，选定所述第二预设电流输送速率作为向所述并网点输送的有功电流值的输送速率；

62、所述控制单元还用于当选定a3＊b3作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值时，选定所述第三预设电流输送速率作为向所述并网点输送的有功电流值的输送速率；

63、所述控制单元还用于当选定a4＊b4作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值时，选定所述第四预设电流输送速率作为向所述并网点输送的有功电流值的输送速率。

64、在本技术的一些实施例中，所述控制单元内还设定有预设无功电流输送增大值矩阵e，对于所述预设无功电流输送增大值矩阵e，设定e(e1，e2，e3，e4)，其中e1为第一预设无功电流输送增大值，e2为第二预设无功电流输送增大值，e3为第三预设无功电流输送增大值，e4为第四预设无功电流输送增大值，且e1＜e2＜e3＜e4；

65、所述控制单元还用于根据v与所述预设电压变化差值矩阵t0之间的关系选定相应的无功电流输送增大值作为控制所述风机增大向所述并网点输送的无功电流值；

66、当v＜t01时，选定所述第四预设无功电流输送增大值e4作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

67、当t01≤v＜t02时，选定所述第三预设无功电流输送增大值e3作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

68、当t02≤v＜t03时，选定所述第二预设无功电流输送增大值e2作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值；

69、当t03≤v＜t04时，选定所述第一预设无功电流输送增大值e1作为控制所述风机减小向所述并网点输送的有功电流值。

70、本发明提供了一种风电机组高电压穿越控制方法及系统，与现有技术相比，其有益效果在于：

71、本发明通过电压变化差值确定输送的有功电流的减小值，并根据风机的无功功率作为参数，在执行高电压穿越控制时，根据无功功率的目标值对风机进行补偿修正控制，使得有功电流的输送减小值更加地准确，提高了整体电力系统的高电压穿越控制过程中的稳定性，防止了电网电压发生故障时，导致的风电机组停止运行的问题。