[发明专利]一种电压不平衡下风电机组并网能力的提升方法及系统

说明书

本发明提供一种电压不平衡下风电机组并网能力的提升方法及系统，包括：当风电机组运行于电压不平衡情况下，基于接入电网的运行数据以消除电网电流负序分量为目标对网侧逆变器进行控制得到消除负序分量的电网电流；基于所述消除负序分量的电网电流及所述接入电网的运行数据确定风电机组接入电网的三相交流有功功率；基于所述风电机组接入电网的三相交流有功功率，以消除有功功率的二倍频脉动分量为目标利用储能变换器对直流侧储能装置进行控制以抑制直流电压脉动。根据本发明提供的方法，可以有效抑制直流母线电压脉动和并网电流畸变，提高了电能质量和电网电压不平衡情况下风电机组的并网适应能力及安全性。

技术领域

本发明涉及新能源接入与控制领域，具体涉及一种电压不平衡下风电机组并网能力的提升方法及系统。

背景技术

风力发电是当前最具开发潜力的新能源之一，因此风电在电力系统中比重逐步提高。由于风电通过电力电子变流装置并网，其抗扰性差，对电网的适应性能力弱，在电网电压不平衡、谐波等干扰下，风电机组稳定运行能力受到挑战。电网电压不平衡时，会产生负序分量，导致逆变器输出大量谐波分量，同时网侧逆变器输向电网功率含有二倍电网频率的分量，直流母线电压也产生严重的电压振荡。

现有技术中，主要关注正负序电流控制四个目标即消除负序电流分量、消除有功功率二倍频脉动分量、消除直流侧电压二倍频脉动分量和消除无功功率二倍频脉动分量，其中以消除有功功率二倍频脉动和消除直流侧电压二倍频脉动分量为主；在正负序电流分离的基础上，以消除有功功率的二倍频脉动分量为目标，忽略了对网侧并网电流的控制；以消除负序并网电流为目标控制，但有功功率和直流母线电压的波动无法消除；以消除有功功率的二倍频分量为目标，容易导致并网电流发生畸变，影响电能质量，降低了风电机组在电网电压不平衡情况下的并网适应能力及安全性。

发明内容

针对现有技术中存在的风电机组运行于电压不平衡下并网适应能力及安全性较低的问题，本发明提供一种电压不平衡下风电机组并网能力的提升方法，包括：

当风电机组运行于电压不平衡情况下，基于接入电网的运行数据以消除电网电流负序分量为目标对网侧逆变器进行控制得到消除负序分量的电网电流；

基于所述消除负序分量的电网电流及所述接入电网的运行数据确定风电机组接入电网的三相交流有功功率；

基于所述风电机组接入电网的三相交流有功功率，以消除有功功率的二倍频脉动分量为目标利用储能变换器对直流侧储能装置进行控制以抑制直流电压脉动。

优选的，所述当风电机组运行于电压不平衡情况下，基于接入电网的运行数据以消除电网电流负序分量为目标对网侧逆变器进行控制得到消除负序分量的电网电流，包括：

获取所述接入电网的运行数据中电网电流中的负序电网电流的d轴分量和q轴分量，并将所述负序电网电流的d轴分量和q轴分量设为零；

将设为零的所述电网电流中的负序电网电流的d轴分量和q轴分量代入到电网电流计算式中，计算得到消除负序分量后的电网电流指令值；

利用网侧变换器根据消除负序分量后的电网电流指令值调整电网电流，得到消除负序分量的电网电流。

其中，所述电网电流指令值包括正序电网电流的q轴分量指令值、负序电网电流的q轴分量指令值、正序电网电流的d轴分量指令值及负序电网电流的d轴分量指令值。

优选的，所述电网电流计算式，如下式所示：

式中，为消除负序分量后的正序电网电流的q轴分量指令值，为消除负序分量后的负序电网电流的q轴分量指令值，为消除负序分量后的正序电网电流的d轴分量指令值，为消除负序分量后的负序电网电流的d轴分量指令值，为正序电网电压的d轴分量，为正序电网电流的q轴分量，为风电机组输入电网的三相交流有功功率的平均值，为风电机组输入电网的三相交流无功功率的平均值。