[发明专利]含恒速异步风电机组风电场暂态电压控制方法

摘要

本发明是一种含恒速异步风电机组风电场暂态电压控制方法，其特点是，包括在含恒速异步风力发电机组的风电场中连接永磁直驱风力发电机、在正常情况下发出有功功率、故障期间检测电压下降对系统提供无功功率、考虑永磁直驱风力发电机不同控制系数对控制效果的影响和考虑永磁直驱风力发电机不同接入容量对控制效果的影响步骤。能够有效的改善传统以恒速异步风电机组为主的风电场电压稳定水平；能够在改善电压稳定水平的同时向系统提供一定的有功功率，且减少了附加无功设备的投入，提高风电场本身的运行效益；具有计算简单、结果准确、易于实现且工程应用价值高等特点。

主权项

1.一种含恒速异步风电机组风电场暂态电压控制方法，其特征是，它包括以下步骤：1)在含恒速异步风力发电机组的风电场中连接永磁直驱风力发电机；2)在正常情况下，发出有功功率；永磁直驱风力发电机的变换器具有无功补偿功能，在故障期间能够提供无功支撑，但在稳态时对系统提供有功功率；3)故障期间检测电压下降，对系统提供无功功率补偿；在故障期间，恒速异步风力发电机在发出有功功率P_G1的同时，从电网中吸无功功率Q_G1，检测网侧电压u_ac信号，当电网电压跌落到阀值时，通过保护模块使用网侧变流器中电流控制器的电流i_{q_ext}值替代原有参考值i_{q_ref}，发送i_{q_ext}值到发电机侧U_{ac_P}控制器对发电机侧的母线电压进行控制，通过网侧的U_{dc_Q}控制器对直流母线电压进行控制，向系统提供无功功率Q_G2，起到无功功率支撑作用，则故障期间通过升压变后的无功功率注入为：Q_G2＝Q₁-ΔQ_T＝u_d1i_q1-ΔQ_T＝u_aci_{q_ext}-ΔQ_T                    (1)其中Q₁为永磁直驱风力发电机输出的无功功率，Q_G2为故障期间通过升压变后的无功功率注入，ΔQT为变压器的无功功率损耗，P_G1为恒速异步风力发电机发出的有功功率，Q_G1为恒速异步风力发电机吸收的无功功率，u_d1为定子电压的d轴分量，i_q1为定子电流的q轴分量，u_ac为网侧母线电压，i_{q_ref}为电流控制器q轴电流参考值，i_{q_ext}为电流控制器q轴电流替代值；4)考虑永磁直驱风力发电机不同控制系数对控制效果的影响；故障期间的替代电流i_{q_ext}值如下i_{q_ext}＝N×(1-u_ac)                                            (2)其中N为控制系数；则永磁直驱风力发电机的无功功率输出为：5)考虑永磁直驱风力发电机不同接入容量对控制效果的影响； 为了分析永磁直驱风力发电机Permanent Magnet Synchronous Generators，缩写PMSG接入容量对控制效果的影响，定义PMSG的接入容量比为：PMSG容量与PMSG容量、恒速异步风力发电机Fixed Speed Induction Generator，缩写FSIG容量之和的比值，