[发明专利]一种风电机组的双模式并网运行控制方法及系统

说明书

本发明涉及风力发电场风电机组智能控制系统领域，特别是涉及一种风电机组的双模式并网运行控制方法及其系统，包括转速检测模块，中央控制单元，风电机组变频器，电网调制单元和风电机组调制单元，所述中央处理器分别电连接于所述转速检测模块和所述风电机组变频器，所述风电机组变频器分别电连接于所述电网调制单元和所述风电机组调制单元，本发明以风电机组的发电机转速为控制参考量，考虑到了鼠笼和双馈两种模式切换期间定子短路接触器不能带电合断的情况，对切换的临界转速附近的控制细节给出了切实可操作的方法，并且实现了短时间快速切换的功能。

技术领域

本发明涉及风力发电场风电机组智能控制系统领域，特别是涉及一种风电机组的双模式并网运行控制方法及其系统。

背景技术

风力发电场智能控制系统领域：随着风电行业数字化与智能化的快速发展，越来越多的科研机构开始研究风力发电场场级智能控制系统，用于提升整场的发电量。但是此领域起步较晚，叠加科研机构投入的资源有限等原因，导致研究成果较少。在实际风电场运营时，需要多系统、多平台协调配合，但是这些系统间的数据没有得到充分利用，每个系统的核心控制模块的数据更是相对独立，数据不能及时共享，控制效果虽能够满足考核要求，但是没有做到智能化、精细化的程度，导致风电场本可以避免的损失发电量没有得到及时有效的挽回。

由于变速恒频双馈异步发电机组在调速范围上存在限制。在低风速区，当风速低于最低风速Vmin时，风机不能以最佳叶尖速比运行。在高风速区，风速大于最大运行风速Vmax时，也同样存在无法达到最佳叶尖速比，进而致使风能利用系数Cp低下的情况。由此，目前业内提出双模式并网方法，采用全功率同步并网模式和异步双馈并网模式两种方法，以期提高风能利用率，但目前的文献说法太过于笼统，仅仅提出了原理性的说法，没有能够在具体的实际操作中可以使用的控制方法。

基于以上情况，本发明给出一种基于风电机组发电机转速为参考的双模式并网及切换的实际控制方案，保证风电机组能够在鼠笼模式或双馈模式下顺利并脱网，以及能够在鼠笼电机和双馈电机两种模式之间顺利切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电机组的双模式并网运行控制方法及系统，保证风电机组能够在鼠笼模式或双馈模式下顺利并脱网，以及能够在鼠笼电机和双馈电机两种模式之间顺利切换。

本发明提供了一种风电机组的双模式并网运行控制方法，包括以下步骤：

S1、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，当风电机组转速不大于V1时，中央控制单元向风电机组变频器发出启动电网调制单元的命令，同时中央控制单元下发给风电机组变频器启动鼠笼模式的命令，当转速大于V1时，中央控制单元下发给风电机组变频器启动风电机组调制单元的命令，风电机组变频器切入鼠笼模式并网运行，并保持鼠笼模式运行；

S2、转速检测模块检测并采集风电机组转速并将风电机组转速信息上传至中央控制单元，中央控制单元判断风电机组转速是否上升，若风电机组转速未上升，则进入步骤S1，若风电机组转速上升，当风电机组转速达到V3时，则从鼠笼模式切换到双馈模式；

S3、保持双馈模式运行，持续检测并判断风电机组转速是否上升，若风电机组转速上升，转速值达到V4时，则中央控制单元控制风电机组脱网停机；若风电机组转速未上升则持续检测风电机组转速是否下降到V2；

S4、若风电机组转速下降到V2，则从双馈模式切换到鼠笼模式，并进入步骤S1；若风电机组速度未下降到V2，则进入步骤S3；

其中，V1指风电机组转速上升时切入鼠笼模式的转速，以及风电机组转速下降时从鼠笼模式脱网切出转速；

V3指风电机组转速上升时切出鼠笼模式并切入双馈模式的转速；

V2指风电机组转速下降时切出双馈模式并切入鼠笼模式的转速；