專利名稱：對(duì)稱電網(wǎng)故障下全功率風(fēng)電機(jī)組預(yù)判保護(hù)和能量調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異步式全功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行控制領(lǐng)域，特別是一種當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)對(duì)稱故障時(shí)全功率風(fēng)電機(jī)組的電壓穿越與保護(hù)的預(yù)判和能量調(diào)節(jié)的方法。
背景技術(shù)：
在過去10年中，全世界的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)以年均觀％的速度快速增長(zhǎng)，成為現(xiàn)如今發(fā)展最快的可再生能源。隨著風(fēng)力發(fā)電規(guī)模和風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大，風(fēng)力發(fā)電總量在整個(gè)電力系統(tǒng)中所占比例也越來越大。對(duì)于以前風(fēng)電發(fā)電量所占比重較小時(shí)，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組直接解列就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的保護(hù)，而對(duì)電網(wǎng)所造成的影響可以忽略。但當(dāng)風(fēng)電發(fā)電量所占比例越來越大時(shí)，電網(wǎng)故障下直接解列將會(huì)對(duì)并網(wǎng)區(qū)域的電力系統(tǒng)造成很大的影響甚至使整個(gè)電網(wǎng)癱瘓，這就要求并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組具有一定的電網(wǎng)電壓故障穿越保護(hù)不脫網(wǎng)運(yùn)行的能力。另外針對(duì)當(dāng)前大規(guī)模的并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組，丹麥、德國(guó)等相繼制定了新的電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則，只有當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落低于規(guī)定曲線以后才允許風(fēng)力機(jī)脫網(wǎng)，這就要求風(fēng)電系統(tǒng)具有較強(qiáng)的低電壓穿越能力，同時(shí)能方便的為電網(wǎng)提供無功支持來支撐電壓的恢復(fù)?？扇缃裎覈?guó)在此類技術(shù)方面還欠缺有效的技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于對(duì)稱電網(wǎng)故障下全功率風(fēng)電機(jī)組的預(yù)判保護(hù)和能量調(diào)節(jié)方法。該方法適用于直驅(qū)型、帶齒輪箱的準(zhǔn)直驅(qū)型和帶齒輪箱的籠型異步型全功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明對(duì)稱電網(wǎng)故障下全功率風(fēng)電機(jī)組的預(yù)判保護(hù)和能量調(diào)節(jié)方法，通過計(jì)算當(dāng)前風(fēng)速V、額定風(fēng)速Ve、安全風(fēng)速Vs、電網(wǎng)電壓U的跌落深度K和變流器安全電流I之間的關(guān)系，判斷該風(fēng)電機(jī)組是否需要保護(hù)；首先計(jì)算出電網(wǎng)不需要電路保護(hù)的安全風(fēng)速
& =然后將當(dāng)前風(fēng)速V與安全風(fēng)速Vs進(jìn)行比較，當(dāng)V < Vs時(shí)，系統(tǒng)安全運(yùn)行；當(dāng)
V^Vs時(shí)，系統(tǒng)需要能量轉(zhuǎn)移才能安全運(yùn)行，在直流側(cè)增加一個(gè)雙向DC/DC和帶蓄電池、超級(jí)電容儲(chǔ)能的Crowbar電路對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行有效卸載，同時(shí)將向電網(wǎng)提供相應(yīng)的無功支撐；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)用電緊張時(shí)，可將蓄電池和超級(jí)電容儲(chǔ)能的能量通過DC/DC反饋回電網(wǎng)來緩解用電緊張。當(dāng)V > Vs時(shí)，直流側(cè)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)消耗能量ΔΡ為當(dāng)前風(fēng)速V下對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)吸收的能量
減去安全風(fēng)速下風(fēng)機(jī)吸收的能量，即
權(quán)利要求
1.一種對(duì)稱電網(wǎng)故障下全功率風(fēng)電機(jī)組預(yù)判保護(hù)和能量調(diào)節(jié)方法，其特征在于通過計(jì)算當(dāng)前風(fēng)速V、額定風(fēng)速Ve、安全風(fēng)速Vs、電網(wǎng)電壓U的跌落深度K和變流器安全電流I 之間的關(guān)系，判斷該風(fēng)電機(jī)組是否需要保護(hù)；首先計(jì)算出電網(wǎng)不需要電路保護(hù)的安全風(fēng)速Fs=I,OZri,然后將當(dāng)前風(fēng)速V與安全風(fēng)速Vs進(jìn)行比較，當(dāng)V < Vs時(shí)，系統(tǒng)安全運(yùn)行；當(dāng)V^Vs時(shí)，系統(tǒng)需要能量轉(zhuǎn)移才能安全運(yùn)行，在直流側(cè)增加一個(gè)雙向DC/DC和帶蓄電池、超級(jí)電容儲(chǔ)能的Crowbar電路對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行有效卸載，同時(shí)將向電網(wǎng)提供相應(yīng)的無功支撐；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)用電緊張時(shí)，可將蓄電池和超級(jí)電容儲(chǔ)能的能量通過DC/DC反饋回電網(wǎng)來緩解用電緊張。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)稱電網(wǎng)故障下全功率風(fēng)電機(jī)組預(yù)判保護(hù)和能量調(diào)節(jié)方法，其特征在于當(dāng)V > Vs時(shí)，直流側(cè)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)消耗能量ΔΡ為當(dāng)前風(fēng)速V下對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)吸收的能量減去安全風(fēng)速下風(fēng)機(jī)吸收的能量，即
全文摘要
一種對(duì)稱電網(wǎng)故障下全功率風(fēng)電機(jī)組預(yù)判保護(hù)和能量調(diào)節(jié)方法，通過計(jì)算當(dāng)前風(fēng)速V、額定風(fēng)速Ve、安全風(fēng)速Vs、電網(wǎng)電壓U的跌落深度K和變流器安全電流I之間的關(guān)系，判斷該風(fēng)電機(jī)組是否需要保護(hù)；還可對(duì)電網(wǎng)實(shí)施電能補(bǔ)充。本發(fā)明具有儲(chǔ)存電能、釋放電能和安全控制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102157960SQ20111011362
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者楊育林, 王立喬, 陳毅東, 陳繼剛, 齊效文 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)