风力发电机组的软并网控制方法
阅读：253发布：2021-01-07
专利汇可以提供风力发电机组的软并网控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 风 力 发 电机 组的软并网控制方法，本发明采用斜坡控制的方式进行软并网控制，即是晶闸管的导通 角 先以较小的斜率缓慢导通，然后再以较大斜率快速导通。本发明对并网瞬间的冲击 电流 有明显的抑制效果，同时可以避免过大的正向电磁转矩，减少对传动部分的严重冲击，从而实现机组安全并网和保障机组的安全运行。，下面是风力发电机组的软并网控制方法专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组的软并网控制方法，适用于异步风力发电机。
背景技术
近年来，随着风电产业的持续升温，风电机组的装机容量和风电场的容量 呈现出越来越大的趋势，随之而来，对风力发电机组并网在机组并网时对自身 和电网的影响也越来越明显。因此，必须采取有效的并网措施以保障风力发电 机组和系统的安全运行。
风力发电机组的并网方式主要有直接并网、准同期并网、降压并网、捕捉式 准同步并网和软并网等方法。当前，软并网法是国内外风电机组普遍采用且较 为有效的并网技术，其中又以限流软并网方式为主，但是该方法的不足之处在 于：在并网过程中，由于采用单一导通角移相步长，软并网初始阶段对电流抑 制作用不理想，造成正向电磁转矩较大，对电机及传动部分的冲击严重；而后 又不能快速退出软并网，延长了过渡时间，增加了功率开关的功耗。
风力发电机组的并网方式主要有直接并网、准同期并网、降压并网、捕捉式 准同步并网和软并网等方法。当前，软并网法是国内外风电机组普遍采用且较 为有效的并网技术，其中又以限流软并网方式为主，但是该方法的不足之处在 于：在并网过程中，由于采用单一导通角移相步长，软并网初始阶段对电流抑 制作用不理想，造成正向电磁转矩较大，对电机及传动部分的冲击严重；而后 又不能快速退出软并网，延长了过渡时间，增加了功率开关的功耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对以上现有技术的不足之处，提出一种功 能稳定、过渡平稳、并能有效减轻并网过程中的冲击，从而保证机组和电网安 全运行的风力发电机组的软并网控制方法。
本发明的方法是通过如下步骤实现的：发电机通过三组反并联晶闸管组成 的软并网线路与电网相连，到达指定风速时，电机的接触器闭合，在达到软并 网切入条件后，开始启动软并网装置。软并网的控制以斜坡方式进行，即是晶 闸管的导通角先以较小的斜率k1缓慢导通，在t1时刻，导通角度为θ1，然后再以 较大的斜率k2快速导通，在t2时刻，导通角度为θ2。在t2时刻，晶闸管完成了全 部完全导通后，由晶闸管控制旁路接触器吸合，软并网装置切出，机组完成并 网，进入稳态运行阶段。
本发明与传统的限流方式的区别在于，采用限流方式进行软并网控制，由 于导通角始终保持同一斜率，正向电磁转矩较大，对传动部分的冲击较强。而 采用斜坡方式，在软并网初期，以较小的斜率缓慢导通晶闸管，可以逐步调节 加在负载上的电压波形，从而改变负载电压的有效值，限制并网瞬间的冲击电 流。而电流与电磁转矩的变化平稳，可以避免产生较大的振荡，得到一个相对 平缓的并网过程。而在软并网后期，晶闸管的导通角以较大的斜率打开，电流 上升较快，可以达到迅速并网以减少谐波与功率开关原件损耗的目的。
本发明的有益效果在于：通过采用斜坡控制方式，既可以有效抑制并网瞬 间的冲击电流，避免过大的正向电磁转矩，减弱对传动部分的冲击，又能实现 快速并网的目的，从而保证系统安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明的斜坡控制方式示意图。
本发明的方法是通过如下步骤实现的：发电机通过三组反并联晶闸管组成 的软并网线路与电网相连，到达指定风速时，电机的接触器闭合，在达到软并 网切入条件后，开始启动软并网装置。软并网的控制以斜坡方式进行，即是晶 闸管的导通角先以较小的斜率k1缓慢导通，在t1时刻，导通角度为θ1，然后再以 较大的斜率k2快速导通，在t2时刻，导通角度为θ2。在t2时刻，晶闸管完成了全 部完全导通后，由晶闸管控制旁路接触器吸合，软并网装置切出，机组完成并 网，进入稳态运行阶段。
本发明与传统的限流方式的区别在于，采用限流方式进行软并网控制，由 于导通角始终保持同一斜率，正向电磁转矩较大，对传动部分的冲击较强。而 采用斜坡方式，在软并网初期，以较小的斜率缓慢导通晶闸管，可以逐步调节 加在负载上的电压波形，从而改变负载电压的有效值，限制并网瞬间的冲击电 流。而电流与电磁转矩的变化平稳，可以避免产生较大的振荡，得到一个相对 平缓的并网过程。而在软并网后期，晶闸管的导通角以较大的斜率打开，电流 上升较快，可以达到迅速并网以减少谐波与功率开关原件损耗的目的。
本发明的有益效果在于：通过采用斜坡控制方式，既可以有效抑制并网瞬 间的冲击电流，避免过大的正向电磁转矩，减弱对传动部分的冲击，又能实现 快速并网的目的，从而保证系统安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明的斜坡控制方式示意图。
具体实施方式
参照图1对本发明作一描述：其中θ是晶闸管的导通角，k是斜率，t是时间， 0发电机通过三组反并联晶闸管组成的软并网电路与电网相连，在到达指定 风速时，电机的接触器闭合，达到软并网切入条件后，开始启动软并网装置。 软并网的控制以斜坡方式进行，即是晶闸管的导通角先以较小的斜率k1缓慢导 通，在t1时刻，导通角度为θ1，然后再以较大的斜率k2快速导通，在t2时刻，导 通角度为θ2。在t2时刻，当晶闸管完成了全部导通后，由晶闸管控制旁路接触器 吸合，软并网装置切出，机组完成并网，进入稳态运行阶段。
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