风电变流器高电压穿越的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种风电变流器高电压穿越的控制方法及装置，控制方法包括：获取变流器电网侧的正序电压D轴分量/相电压有效值；若所述正序电压D轴分量/相电压有效值大于预设的穿越起始电压值，则确定变流器进入高电压穿越模式；根据预设的过调制控制策略、浮动直流母线电压控制策略和/或无功优先控制策略对变流器进行控制，以保证变流器稳定运行。本发明专利技术提供的风电变流器高电压穿越的控制方法及控制装置，可以使得风电变流器稳定的运行在高电压运行范围，提高电网的稳定性，防止由于电压扰动或故障而引起风电大规模的脱网，同时提高了风电机组内各个元器件的工作稳定性，提高了该控制方法的实用性。

【技术实现步骤摘要】
风电变流器高电压穿越的控制方法及装置
本专利技术实施例涉及风力发电
，尤其涉及一种风电变流器高电压穿越的控制方法及装置。
技术介绍
对于风电机组而言，风电机组所在电网的电压工作情况直接影响风电机组的工作状态，现有技术中，当风电机组所在电网由于扰动或者故障，电压增大且高于预设阈值时，风电机组进入到高电压工作区域，此时，可以通过提高直流母线电压来使得变流器网侧逆变器运行在一定的高电压情况。然而，在实施本技术方案的过程中发现现有技术存在以下缺陷：当电压继续升高时，通过提高直流母线电压的方法会不适用，进而使得风电机组在较高的高电压范围内存在脱网的风险，给电网的正常运行带来了较大的风险；并且提高直流母线的电压会提高晶体管等电力电子器件的失效率，降低了风电机组运行的安全稳定性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种风电变流器高电压穿越的控制方法及装置，可以有效地克服现有技术中存在的风电机组在较高的高电压范围内存在脱网的风险，给电网的正常运行带来了较大的风险；并且提高直流母线的电压会提高晶体管等电力电子器件的失效率，降低了风电机组运行的安全稳定性的问题。本专利技术实施例的一方面提供了一种风电变流器高电压穿越的控制方法，包括：获取变流器电网侧的正序电压D轴分量/相电压有效值；若所述正序电压D轴分量/相电压有效值大于预设的穿越起始电压值，则确定所述变流器进入高电压穿越模式；根据预设的过调制控制策略、浮动直流母线电压控制策略和/或无功优先控制策略对变流器进行控制，以保证所述变流器稳定运行。本专利技术实施例的另一方面提供了一种风电变流器高电压穿越的控制装置，包括：采集模块，用于获取变流器电网侧的正序电压D轴分量/相电压有效值；确定模块，用于若所述正序电压D轴分量/相电压有效值大于预设的穿越起始电压值，则确定所述变流器进入高电压穿越模式；控制模块，用于根据预设的过调制控制策略、浮动直流母线电压控制策略和/或无功优先控制策略对变流器进行控制，以保证所述变流器稳定运行。本专利技术提供的风电变流器高电压穿越的控制方法及控制装置，通过获取变流器电网侧的正序电压D轴分量/相电压有效值，若正序电压D轴分量/相电压有效值大于预设的穿越起始电压值，可以准确判断变流器进入高电压穿越模式，在确认变流器进入高电压穿越模式时，根据预设的过调制控制策略、和/或浮动直流母线电压控制策略和/或无功优先控制策略对变流器进行控制，使得风电变流器稳定的运行在高电压运行范围，提高电网的稳定性，防止由于电压扰动或故障而引起风电大规模的脱网，同时提高了风电机组内各个元器件的工作稳定性，提高了该控制方法的实用性，有利于市场的推广与应用。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种风电变流器高电压穿越的控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的根据所述电网电压确定所述正序电压D轴分量的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的根据预设的过调制控制策略对变流器进行控制的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的根据预设的浮动直流母线电压控制策略对变流器进行控制的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的根据预设的无功优先控制策略对变流器进行控制的流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的获取感性无功电流给定值的流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的停止按照所述高电压控制策略对所述变流器进行控制的流程示意图；图8为本专利技术实施例提供的变流器电网的系统结构图；图9为本专利技术实施例提供的风电变流器高电压穿越的控制方法的控制流程图一；图10为本专利技术实施例提供的风电变流器高电压穿越的控制方法的控制流程图二；图11为本专利技术实施例提供的感性无功电流注入斜率达到50％*额定电流时电压及无功震荡波形示意图；图12为本专利技术实施例提供的风电变流器高电压穿越的控制装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种风电变流器高电压穿越的控制方法的流程示意图；参考附图1可知，本实施例提供了一种风电变流器高电压穿越的控制方法，该包括：S1：获取变流器电网侧的正序电压D轴分量/相电压有效值；其中，相电压有效值可以通过先获得变流器电网侧的交流三相电网电压，根据相电网电压确定相电压有效值；同样的，正序电压D轴分量也可以通过对交流三相电网电压进行分析处理获得，前馈电压DQ轴分量可以采用预设的计算方法对电网电压进行处理获得。S2：若正序电压D轴分量/相电压有效值大于预设的穿越起始电压值，则确定变流器进入高电压穿越模式；当在获取变流器电网侧的正序电压D轴分量时，则可以根据正序电压D轴分量确定变流器是否进入高电压穿越模式；或者，也可以获取变流器电网侧的相电压有效值时，则可以根据相电压有效值确定变流器是否进入高电压穿越模式；另外，需要说明的是，高电压穿越模式为预先设置的，该模式为：当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压升高时，在电压升高大于预设的电压阈值时，则确认进入高电压穿越模式；另外，具体的控制方法以及实现过程与正序电压D轴分量相同，在此不再赘述。具体的，穿越起始电压值为预先设置的，而具体的数值范围本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，该穿越起始电压值作为判断变流器进入高电压穿越模式的最小网侧电压值，例如，当相电压有效值大于穿越起始电压值时，则可以确认变流器进入高电压穿越模式；相反的，当相电压有效值较小时，且小于预设的穿越起始电压值时，则可以确定变流器未进入高电压穿越模式；或者，当正序电压D轴分量较小时，且小于预设的穿越起始电压值时，则可以确定变流器未进入高电压穿越模式；相反的，当正序电压D轴分量升高时，且大于预设的穿越起始电压值时，则可以确定变流器进入高电压穿越模式。通过将相电压有效值和与正序电压D轴分量可以准确、有效地判断变流器是否进入高电压穿越模式，在相电压有效值/正序电压D轴分量大于穿越起始电压值时，则可以确定变流器进入高电压穿越模式，有效提高了对变流器控制的精确度和可靠性，并且扩大了该控制方法的适用范围。S3：根据预设的过调制控制策略、浮动直流母线电压控制策略和/或无功优先控制策略对变流器进行控制，以保证变流器稳定运行。其中，过调制控制策略、浮动直流母线电压控制策略以及无功优先控制策略均为预先设置的，并且，本领域技术人员选择将以上三种策略进行单独运行对变流器进行控制，或者也进行任意组合运行对变流器进行控制，较为优选的，将三种控制策略综合运行，实现对变流器综合有效的控制，这样可以有效地保证变流器运行的稳定可靠性。另外，本实施例对于过调制控制策略、浮动直流母线电压控制策略以及无功优先控制策略的具体内容不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将过调制控制策略设置为包括预先设置的电压控制信号，根据电压控制信号可以对变流器进行调整控制；另外，还可以将浮动直流母线电压控制策略设置为包括；预先设置的直流母线电压目标值，根据直流母线电压目标值可以对浮动直流母线的电压当前值进行调整控制；此外，还可以将无功优先控制策略设置为包括感性无功电流给定值，根据该感性无功电流给定值对变流器进行调整控制。本实施例提供的风电变流器高电压穿越的控制方法，通过获取变流器电网侧的正序电压D轴分量/相电压有效值，若正序电压D轴分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，包括：获取变流器电网侧的正序电压D轴分量/相电压有效值；若所述正序电压D轴分量/相电压有效值大于预设的穿越起始电压值，则确定所述变流器进入高电压穿越模式；根据预设的过调制控制策略、浮动直流母线电压控制策略和/或无功优先控制策略对变流器进行控制，以保证所述变流器稳定运行。

【技术特征摘要】
1.一种风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，包括：获取变流器电网侧的正序电压D轴分量/相电压有效值；若所述正序电压D轴分量/相电压有效值大于预设的穿越起始电压值，则确定所述变流器进入高电压穿越模式；根据预设的过调制控制策略、浮动直流母线电压控制策略和/或无功优先控制策略对变流器进行控制，以保证所述变流器稳定运行。2.根据权利要求1所述的风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，所述获取变流器电网侧的正序电压D轴分量，具体包括：获取所述变流器电网侧的电网电压；对所述电网电压进行正向同步旋转变换，获得正向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量；对所述电网电压进行反向同步旋转坐标变换，获得反向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量和Q轴电压分量，根据所述反向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量和Q轴电压分量获得负序电压D轴分量和负序电压Q轴分量，对所述负序电压D轴分量和所述负序电压Q轴分量进行滤波处理，获得经过低通滤波后的负序电压D轴分量和负序电压Q轴分量；获取所述电网电压的电压矢量相位角；根据所述正向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量、低通滤波后的负序电压D轴分量、低通滤波后的负序电压Q轴分量和所述电压矢量相位角确定所述正序电压D轴分量。3.根据权利要求2所述的风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，根据所述正向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量、低通滤波后的负序电压D轴分量、低通滤波后的负序电压Q轴分量和所述电压矢量相位角确定所述正序电压D轴分量，具体包括：根据以下公式确定所述正序电压D轴分量：其中，为正序电压D轴分量，为正向同步旋转DQ坐标系下的D轴电压分量，为低通滤波后的负序电压D轴分量，为低通滤波后的负序电压Q轴分量，θ为电压矢量相位角。4.根据权利要求1所述的风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，根据预设的过调制控制策略对变流器进行控制，具体包括：获取所述变流器电网侧的给定电压矢量和直流电压；根据所述变流器电网侧的给定电压矢量和直流电压确定调制比；获取所述变流器电网侧的电网电压并确定电压目标值；根据所述调制比采用预设的过调制算法对所述电压目标值进行分析处理，获得电压控制信号；根据所述电压控制信号对所述变流器进行控制。5.根据权利要求1所述的风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，根据预设的浮动直流母线电压控制策略对变流器进行控制，具体包括：获取直流母线电压当前值；获取所述变流器电网侧的电网电压和变流器参数，根据所述电网电压和变流器参数确定直流母线电压目标值；将所述直流母线电压当前值升高至所述直流母线电压目标值。6.根据权利要求1所述的风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，根据预设的无功优先控制策略对变流器进行控制，具体包括：断开所述变流器电网侧外部的无功电流给定，并存储所述变流器电网侧断开瞬间的无功电流给定值；获取感性无功电流给定值，将所述感性无功电流给定值与预设的感性无功限定值进行分析比较；若所述感性无功电流给定值小于或等于所述感性无功限定值，则获取有功电流给定值；将所述有功电流给定值与预设的最大有功工作电流限定值进行分析比较；若所述有功电流给定值小于或等于所述最大有功工作电流限定值，则根据所述感性无功电流给定值和所述有功电流给定值对所述变流器进行控制。7.根据权利要求1所述的风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，在所述将所述感性无功电流给定值与预设的感性无功限定值进行分析比较的步骤之后，还包括：若所述感性无功电流给定值大于所述感性无功限定值，则使得所述感性无功电流给定值等于所述感性无功限定值；或者/并且，在所述将所述有功电流给定值与预设的最大有功工作电流限定值进行分析比较之后，还包括：若所述有功电流给定值大于所述最大有功工作电流限定值，则使得所述有功电流给定值等于所述最大有功工作电流限定值。8.根据权利要求7所述的风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，所述最大有功工作电流限定值是通过以下公式获取的：其中，Imax为变流器电网侧最大工作电流限定值，Iq_ref为感性无功电流给定值。9.根据权利要求6所述的风电变流器高电压穿越的控制方法，其特征在于，所述获取感性无功电流给定值，具体包括：获取感性无功电流注入斜率和穿越起始电压值；根据所述正序电压D轴分量、穿越起始电压值以及所述感性无功电流注入斜率确定所述感性无功电流给定值。10.根据权利要求6-9中任一项所述的风电变流器高电压穿越的控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞，杨志千，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11