[发明专利]一种用于自封闭型电磁耦合调速风电机组的低电压穿越控制方法

摘要

本发明提出了一种用于自封闭型电磁耦合调速风电机组的低电压穿越控制方法，解决了当前双馈型和全功率变换型风电机组与常规电厂中的同步发电机组相比在并网接口上不同的问题。本发明提出了一种用于自封闭型电磁耦合调速风电机组的低电压穿越控制方法，采用自封闭型电磁耦合调速装置联接齿轮箱高速轴和电励磁同步发电机转子轴，使功率从齿轮箱侧向电励磁同步发电机侧传递，并网接口为所述电励磁同步发电机。本发明的自封闭型电磁耦合调速风电机组及其控制方法，避免了风电机组因变频器与电网相连对电网可能造成的污染，实现了风电机组和常规电厂在并网接口上的统一，真正实现了风电机组“电网友好型”的目标，有利于促进风电这一清洁能源的进一步发展。

主权项

一种用于自封闭型电磁耦合调速风电机组的低电压穿越控制方法，其特征在于，采用自封闭型电磁耦合调速装置联接齿轮箱高速轴和电励磁同步发电机转子轴，使功率从齿轮箱侧向电励磁同步发电机侧传递，并网接口为所述电励磁同步发电机；所述自封闭型电磁耦合调速装置由电磁耦合器、变频器以及永磁同步发电机组成，永磁同步发电机用于给变频器供电；所述电磁耦合器有两根转轴，分别与齿轮箱和电励磁同步发电机相联并都转动，变频器控制电磁耦合器两根转轴的相对转速和电磁转矩；所述齿轮箱的高速轴与所述电磁耦合器的一根轴相联构成前轴系，所述电磁耦合器的另一根轴与所述电励磁同步发电机的转子轴相联构成后轴系，前、后轴系为2个独立的轴系，所述永磁同步发电机与前轴系同轴实现对所述变频器供电；首先进入启动过程；启动过程完成后，电励磁同步发电机投入励磁，风电机组转入同期并网过程；机组并网后的最大限度捕获风能以及停机过程；电网电压一旦发生跌落并超出正常范围，自封闭型电磁耦合调速风电机组的控制就转入低电压穿越控制模式，由于变频器是由与齿轮箱高速轴同轴的永磁同步发电机供电，电网电压的跌落不会对变频器的供电产生影响，为了保持机组输出有功电流恒定，变频器转矩指令值T_{cmd_LVRT}的计算公式为：T_{cmd_LVRT}＝kT_cmd                 (1)式中，k为电网电压的标幺值，T_cmd为自封闭型电磁耦合调速风电机组基本运行时由风轮最优机械特性曲线所求得的变频器转矩指令值，桨距角的求取与电网电压正常时相同，根据风轮转速目标值和实测值采用PI调节器求得；电网电压恢复后，逐渐减小电励磁同步发电机的励磁电流，使风电机组发出的无功功率恢复至电网电压跌落前发出的无功功率值。