本申請涉及風電，尤其涉及一種風電變流器無功能力測試系統及其控制方法。

背景技術：

1、由于大量電力電子設備接入電網，導致電網適應性變差，進而對于新能源設備的性能提出更多要求，其中一項就是新能源設備需要具備無功功率支撐能力。通過設計的風電變流器無功能力測試方法和測試平臺，可以對風電變流器的無功輸出能力進行測試，驗證變流器的無功支撐能力，確保風電機組可以在特定工況下穩定運行，并且提升電網適應性。

2、目前風電變流器無功能力驗證，需要通過兩臺變流器對拖完成測試。但該測試方法對測試裝備有較高要求，無法完全測試風電機組模塊能力等不足。

技術實現思路

1、有鑒于此，本申請的目的在于提供一種風電變流器無功能力測試系統及其控制方法，以降低對測試裝備的要求，對風電變流器的無功輸出能力進行測試，驗證變流器的無功支撐能力。

2、本申請解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

3、本申請一方面提供一種風電變流器無功能力測試系統，包括風電變流器、測試平臺以及控制單元；

4、風電變流器包括機側變流器、母線電容以及網側變流器，測試平臺包括第一變壓器、第二變壓器、自老化開關以及濾波單元；

5、網側變流器的交流側與第一變壓器的一端以及第二變壓器的一端連接，網側變流器的直流側通過母線電容與機側變流器的直流側連接，機側變流器的交流側通過濾波單元和自老化開關與第二變壓器的另一端連接，第一變壓器的另一端與電網連接；

6、控制單元被配置為獲取上位機下發的無功功率指令；基于無功功率指令，控制機側變流器和網側變流器進行無功功率對消。

7、在一示例中，控制單元被配置為基于無功功率指令，控制網側變流器輸出感性無功功率并控制機側變流器輸出對應的容性無功功率。

8、在一示例中，控制單元被配置為基于無功功率指令，控制網側變流器輸出容性無功功率并控制機側變流器輸出對應的感性無功功率。

9、在一示例中，控制單元被配置為確定網側變流器的q軸電流給定值；基于q軸電流給定值，折算得到機側變流器的d軸電流；根據機側變流器的d軸電流，控制機側變流器輸出對應的無功功率。

10、在一示例中，控制單元被配置為根據網側變流器的無功功率給定值和網側變流器的交流側電壓有效值，確定網側變流器的q軸電流給定值。

11、在一示例中，控制單元被配置為將q軸電流給定值進行取反操作之后，根據網側變流器的交流側電壓有效值以及機側變流器的交流側電壓有效值，折算得到機側變流器的d軸電流。

12、在一示例中，控制單元被配置為通過機側弱磁控制環路限制機側變流器的d軸電流，以降低機側變流器輸出的感性無功功率；基于限制后的機側變流器的d軸電流，折算得到網側變流器的q軸電流給定值，以降低網側變流器輸出的容性無功功率。

13、在一示例中，控制單元被配置為基于直流母線電壓實際值、機側變流器發波電壓有效值以及弱磁控制環路系數，確定機側弱磁控制環路的輸出電流值；基于機側弱磁控制環路的輸出電流值，限制機側變流器的d軸電流。

14、在一示例中，還包括連接在第一變壓器與電網之間的電網模擬裝置；

15、控制單元被配置為基于電網模擬裝置模擬的電網故障，在電網故障穿越期間控制網側變流器和機側變流器共同進行無功支撐。

16、本申請另一方面提供一種風電變流器無功能力測試系統的控制方法，風電變流器無功能力測試系統包括風電變流器和測試平臺；

17、風電變流器包括機側變流器、母線電容以及網側變流器，測試平臺包括第一變壓器、第二變壓器、自老化開關以及濾波單元；

18、網側變流器的交流側與第一變壓器的一端以及第二變壓器的一端連接，網側變流器的直流側通過母線電容與機側變流器的直流側連接，機側變流器的交流側通過濾波單元和自老化開關與第二變壓器的另一端連接，第一變壓器的另一端與電網連接；

19、控制方法包括：

20、獲取上位機下發的無功功率指令；

21、基于無功功率指令，控制機側變流器和網側變流器進行無功功率對消。

22、本申請實施例提供的風電變流器無功能力測試系統及其控制方法，降低了對測試裝備的要求，僅需一臺風電變流器便能夠對風電變流器的無功輸出能力進行測試，驗證變流器的無功支撐能力。

技術特征：

1.一種風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，包括風電變流器、測試平臺以及控制單元；

2.根據權利要求1所述的風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，所述控制單元被配置為基于所述無功功率指令，控制所述網側變流器輸出感性無功功率并控制所述機側變流器輸出對應的容性無功功率。

3.根據權利要求1所述的風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，所述控制單元被配置為基于所述無功功率指令，控制所述網側變流器輸出容性無功功率并控制所述機側變流器輸出對應的感性無功功率。

4.根據權利要求2或3所述的風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，所述控制單元被配置為確定所述網側變流器的q軸電流給定值；基于所述q軸電流給定值，折算得到所述機側變流器的d軸電流；根據所述機側變流器的d軸電流，控制所述機側變流器輸出對應的無功功率。

5.根據權利要求4所述的風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，所述控制單元被配置為根據所述網側變流器的無功功率給定值和所述網側變流器的交流側電壓有效值，確定所述網側變流器的q軸電流給定值。

6.根據權利要求4所述的風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，所述控制單元被配置為將所述q軸電流給定值進行取反操作之后，根據所述網側變流器的交流側電壓有效值以及所述機側變流器的交流側電壓有效值，折算得到所述機側變流器的d軸電流。

7.根據權利要求3所述的風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，所述控制單元被配置為通過機側弱磁控制環路限制所述機側變流器的d軸電流，以降低所述機側變流器輸出的感性無功功率；基于限制后的所述機側變流器的d軸電流，折算得到所述網側變流器的q軸電流給定值，以降低所述網側變流器輸出的容性無功功率。

8.根據權利要求7所述的風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，所述控制單元被配置為基于直流母線電壓實際值、機側變流器發波電壓有效值以及弱磁控制環路系數，確定所述機側弱磁控制環路的輸出電流值；基于所述機側弱磁控制環路的輸出電流值，限制所述機側變流器的d軸電流。

9.根據權利要求1所述的風電變流器無功能力測試系統，其特征在于，還包括連接在所述第一變壓器與所述電網之間的電網模擬裝置；

10.一種風電變流器無功能力測試系統的控制方法，其特征在于，所述風電變流器無功能力測試系統包括風電變流器和測試平臺；

技術總結
本申請公開一種風電變流器無功能力測試系統及其控制方法，包括風電變流器、測試平臺以及控制單元；測試平臺包括第一變壓器、第二變壓器、自老化開關以及濾波單元；網側變流器的交流側與第一變壓器的一端以及第二變壓器的一端連接，網側變流器的直流側通過母線電容與機側變流器的直流側連接，機側變流器的交流側通過濾波單元和自老化開關與第二變壓器的另一端連接，第一變壓器的另一端與電網連接；控制單元被配置為獲取上位機下發的無功功率指令；基于無功功率指令，控制機側變流器和網側變流器進行無功功率對消。本申請降低了對測試裝備的要求，僅需一臺風電變流器便能夠對風電變流器的無功輸出能力進行測試，驗證變流器的無功支撐能力。

技術研發人員：李曉飛,雷博,趙晨光,周黨生
受保護的技術使用者：深圳市禾望能源有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28