[发明专利]储能式液压型风电机组的高电压穿越控制系统及控制方法

说明书

本发明具体涉及一种储能式液压型风电机组的高电压穿越控制系统，包括风力机部分、液压传动部分、液压储能部分和并网部分，并提供一种基于该控制系统的控制方法。由于高电压穿越时，电压幅值会存在突变，对风电机组的设备有较大冲击，本发明采用液压储能，可以缓冲电压突变带来的冲击，保证设备不脱网连续运行；在高电压穿越时，液压储能部分能够对系统中输入的能量进行实时调控，从根源上协调能量的调配，在避免多余能量损坏系统的同时，充分利用多余能量，在泵工况下吸收储能，在马达工况下输出放能。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种储能式液压型风电机组的高电压穿越控制系统及控制方法。

背景技术

随着环境和能源问题的日益加剧，风力发电越来越受到国内外的关注，风力发电产业也因此迅速发展。截至2019年底，全球新增风电装机容量约60.4GW，其中，我国新增风电装机容量26.155GW，占全球风能市场新增装机容量的43.3％，全国风电年发电量占全国总发电量5.5％，风电已成为我国电力系统重要组成部分。

但是近年来风电机组的高电压穿越问题给电网安全及新能源发展带来了较大制约，对此，相关技术人员进行了一系列研究并取得了一定成果。

CN110867895A中提出一种风电机组高电压穿越控制方法，该方法根据电网电压状态变流器执行不同的控制策略，当变流器处于高电压穿越状态时，变流器计算功率值，控制网侧IGBT模块和机侧IGBT模块，控制变流器有功输出控制，并开始启动感性无功分抵控制；监测电网电压和直流母线电压，决定Crowbar回路是否动作，使得风电机组变流器直流侧、功率器件所承受的电压小于电网电压，从而实现高电压穿越。但是该方法没有从源头上将能量进行实时调控。

CN110138012A中提出了一种风电机组高电压穿越控制方法，当监测到电网电压达到第一预设条件时，启动电阻分压的方式使变桨驱动器所在的直流回路电压降低；当监测到电网电压达到第二预设条件时，切断变桨驱动器和主控系统之间的连接，使变桨驱动器利用后备电源提供的电能进行紧急顺桨；当监测到电网电压恢复到正常工作电压范围值时，连通变桨驱动器和主控系统之间的连接，使变桨驱动器利用电网提供的电能工作。该方法还需额外使用后备电源，外置电源使用过程比较繁琐。

CN109842144A中提供一种解决风电机组高电压穿越的联合控制方法，当风电机组端口电压骤升时，启动风电场主变压器低压侧静止型无功发生器SVG的闭环无功控制，调节其无功输出量，使其从电网吸收感性无功功率。当电压升高至所述风电机组变流器的启动阈值时，启动变流器的无功功率控制，使其从电网吸收感性无功功率，实现了SVG无功控制、变流器无功控制和低压电抗器投切控制策略的协调配合。但是该方法仍是基于外置控制系统，当电压监视器出现故障，无法反馈高电压信号时，风电机组的安全仍无法得到有效保障。

综上所述，现有技术多是基于外接后备电源或者外置控制系统，进而控制可控开关模块或者外置接触器切断电网向风电机组中变桨系统的供电，从而使风力发电机组在不与电网脱离的情况下，实现高电压穿越。但是这些方法未从源头上将能量进行实时监控，也没有将自然能源进行合理的调控与利用。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种储能式液压型风电机组的高电压穿越控制系统及控制方法，采用以下技术方案：

储能式液压型风电机组的高电压穿越控制系统，包括风力机部分、液压传动部分、液压储能部分和并网部分，风力机部分包括风速传感器和风力机，液压传动部分包括低速大扭矩定量泵、第一单向阀、第二单向阀、补油泵、补油油箱、流量传感器、转速控制器、变量马达和功率控制器，液压储能部分包括变量泵/马达、油箱和蓄能器，并网部分包括发电机、并网柜和电网；