專利名稱：對稱電網故障下全功率風電機組預判保護和能量調節方法
技術領域：
本發明涉及異步式全功率風力發電機組安全運行控制領域，特別是一種當電網出現對稱故障時全功率風電機組的電壓穿越與保護的預判和能量調節的方法。
背景技術：
在過去10年中，全世界的風力發電產業以年均觀％的速度快速增長，成為現如今發展最快的可再生能源。隨著風力發電規模和風電機組單機容量的不斷增大，風力發電總量在整個電力系統中所占比例也越來越大。對于以前風電發電量所占比重較小時，一旦電網出現故障，并網風電機組直接解列就可以實現對機組的保護，而對電網所造成的影響可以忽略。但當風電發電量所占比例越來越大時，電網故障下直接解列將會對并網區域的電力系統造成很大的影響甚至使整個電網癱瘓，這就要求并網風電機組具有一定的電網電壓故障穿越保護不脫網運行的能力。另外針對當前大規模的并網風電機組，丹麥、德國等相繼制定了新的電網運行準則，只有當電網電壓跌落低于規定曲線以后才允許風力機脫網，這就要求風電系統具有較強的低電壓穿越能力，同時能方便的為電網提供無功支持來支撐電壓的恢復。可如今我國在此類技術方面還欠缺有效的技術手段。

發明內容
本發明的目的是提供一種用于對稱電網故障下全功率風電機組的預判保護和能量調節方法。該方法適用于直驅型、帶齒輪箱的準直驅型和帶齒輪箱的籠型異步型全功率風力發電機組。本發明對稱電網故障下全功率風電機組的預判保護和能量調節方法，通過計算當前風速V、額定風速Ve、安全風速Vs、電網電壓U的跌落深度K和變流器安全電流I之間的關系，判斷該風電機組是否需要保護；首先計算出電網不需要電路保護的安全風速
& =然后將當前風速V與安全風速Vs進行比較，當V < Vs時，系統安全運行；當
V^Vs時，系統需要能量轉移才能安全運行，在直流側增加一個雙向DC/DC和帶蓄電池、超級電容儲能的Crowbar電路對電網進行有效卸載，同時將向電網提供相應的無功支撐；當電網出現用電緊張時，可將蓄電池和超級電容儲能的能量通過DC/DC反饋回電網來緩解用電緊張。當V > Vs時，直流側儲能環節消耗能量ΔΡ為當前風速V下對應風機吸收的能量
減去安全風速下風機吸收的能量，即
權利要求
1.一種對稱電網故障下全功率風電機組預判保護和能量調節方法，其特征在于通過計算當前風速V、額定風速Ve、安全風速Vs、電網電壓U的跌落深度K和變流器安全電流I 之間的關系，判斷該風電機組是否需要保護；首先計算出電網不需要電路保護的安全風速Fs=I,OZri,然后將當前風速V與安全風速Vs進行比較，當V < Vs時，系統安全運行；當V^Vs時，系統需要能量轉移才能安全運行，在直流側增加一個雙向DC/DC和帶蓄電池、超級電容儲能的Crowbar電路對電網進行有效卸載，同時將向電網提供相應的無功支撐；當電網出現用電緊張時，可將蓄電池和超級電容儲能的能量通過DC/DC反饋回電網來緩解用電緊張。
2.根據權利要求1所述的一種對稱電網故障下全功率風電機組預判保護和能量調節方法，其特征在于當V > Vs時，直流側儲能環節消耗能量ΔΡ為當前風速V下對應風機吸收的能量減去安全風速下風機吸收的能量，即
全文摘要
一種對稱電網故障下全功率風電機組預判保護和能量調節方法，通過計算當前風速V、額定風速Ve、安全風速Vs、電網電壓U的跌落深度K和變流器安全電流I之間的關系，判斷該風電機組是否需要保護；還可對電網實施電能補充。本發明具有儲存電能、釋放電能和安全控制等優點。
文檔編號H02J3/38GK102157960SQ20111011362
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者楊育林, 王立喬, 陳毅東, 陳繼剛, 齊效文 申請人:燕山大學