中，提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電壓穿越控制方法，如圖1所示，包括W下步 驟：
[0049] 步驟101 ;實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)側(cè)電網(wǎng)電壓有效值；
[0050] 步驟102 ;確定檢測(cè)到的電網(wǎng)電壓有效值與電網(wǎng)電壓設(shè)定值之間的差值，是否高 于電壓上限，或者是否低于電壓下限；
[0051] 步驟103 ;如果所述差值未高于電壓上限且未低于電壓下限，則控制無功功率為0 且控制網(wǎng)側(cè)變流器采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的控制模式；
[0052] 步驟104 ;如果所述差值高于電壓上限，或者差值低于電壓下限，則計(jì)算得到參考 無功電流值；
[0053] 步驟105 ;根據(jù)所述參考無功電流值計(jì)算有功電流值，將計(jì)算得到的參考無功電 流值作為并網(wǎng)側(cè)輸入的無功電流值，將計(jì)算得到的有功電流值作為并網(wǎng)側(cè)輸入的有功電流 值。
[0054] 在上述實(shí)施例中，在檢測(cè)到電網(wǎng)電壓有效值與電網(wǎng)電壓設(shè)定值之間的差值高于電 壓上限或者低于電壓下限，即電網(wǎng)電壓驟升或跌落到一定程度時(shí)，轉(zhuǎn)換網(wǎng)側(cè)控制模式，同時(shí) 計(jì)算并改變電流參考值，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出一定的感性或者容性無功，從而降低電網(wǎng) 電壓升高或跌落的程度，實(shí)現(xiàn)了直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)電壓驟升或跌落期間不脫網(wǎng)運(yùn) 行的目的，使得直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具備高低電壓穿越的能力。
[00巧]具體的，在上述步驟104中，可W按照W下公式計(jì)算參考無功電流值：
[0057] 其中，苗表示參考無功電流值，Uref表示檢測(cè)到的電網(wǎng)電壓有效值，巧;表示電網(wǎng) 電壓設(shè)定值，iw表示額定電流。
[0058] 具體的，在上述步驟105中，可W按照W下公式計(jì)算此時(shí)的有功電流值：
[0060] 其中，表示此時(shí)的有功電流值，im。、表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組允許的最大電流，例如可 W取額定電流值的1. 3倍，y表示參考無功電流值。
[0061] 在實(shí)際實(shí)現(xiàn)的時(shí)候可W采用模式選擇器來控制電網(wǎng)的模式，例如：可W通過第一 模式選擇器控制無功功率為0,通過第二模式選擇器控制網(wǎng)側(cè)變流器采用電壓外環(huán)、電流內(nèi) 環(huán)的控制模式，通過上述第二模式選擇器控制將計(jì)算得到的此時(shí)的有功電流值作為并網(wǎng)側(cè) 輸入的有功電流設(shè)定值。
[0062] 為了實(shí)現(xiàn)高低電壓穿越，就需要對(duì)高壓和低壓都可W處理，即需要能夠?qū)﹄妷后E 升和電壓跌落都能夠處理，具體的，在電網(wǎng)電壓有效值與電網(wǎng)電壓設(shè)定值之間的差值高于 所述電壓上限時(shí)表明電網(wǎng)電壓驟升，在電網(wǎng)電壓有效值與電網(wǎng)電壓設(shè)定值之間的差值低于 所述電壓下限時(shí)表明電網(wǎng)電壓跌落，通過上述方式使得該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電壓穿越控制方法 可W同時(shí)對(duì)電壓驟升和電壓跌落進(jìn)行處理。
[0063] 考慮到還可W通過抑制直流母線電壓的升高來進(jìn)行高低電壓的穿越控制，因此還 可W實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流母線的電壓，在確定出直流母線的電壓超出電壓限值時(shí)，就開始化opper 卸荷電路來抑制直流母線電壓的升高，通過降低風(fēng)機(jī)有功輸出來增強(qiáng)風(fēng)機(jī)的無功補(bǔ)償能 力，實(shí)現(xiàn)直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)電壓驟升或跌落期間不脫網(wǎng)運(yùn)行，從而使得直驅(qū)型風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組具備高低電壓穿越的能力。
[0064] 下面結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電壓穿越控制方法進(jìn)行說明，然 而值得說明的是，該具體實(shí)施例僅是為了更好地說明本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限 定。
[0065] 在本例中，提供了一種直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高/低電壓穿越控制方法，通過該方 法風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可W同時(shí)根據(jù)電網(wǎng)電壓波動(dòng)程度和直流母線電壓升高程度來選擇網(wǎng)側(cè) 控制模式，進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)的無功補(bǔ)償能力，抑制電網(wǎng)電壓驟升或跌落，同時(shí)直流側(cè)增加了 化opper電路，用于消耗直流側(cè)多余的能量，可W有效抑制直流母線電壓升高程度，保證風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)電壓驟升或跌落期間不脫網(wǎng)運(yùn)行，使直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具備良好的高 /低電壓穿越特性。
[0066] 具體的，本例在原有的網(wǎng)側(cè)變流器電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)控制策略的基礎(chǔ)上，增加 了應(yīng)對(duì)電網(wǎng)電壓驟升或跌落的控制模式，結(jié)合直流側(cè)化opper卸荷電路使得直驅(qū)型風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組具備高/低電壓穿越特性。在不改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)側(cè)控制的情況下，僅改變網(wǎng)側(cè) 控制策略，在檢測(cè)到電網(wǎng)電壓驟升或跌落到一定程度時(shí)，轉(zhuǎn)換網(wǎng)側(cè)控制模式，改變電流參考 值，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出一定的容性或感性無功，降低電網(wǎng)電壓升高或跌落程度；同時(shí)，檢 測(cè)直流母線電壓的升高程度，當(dāng)升高程度超過設(shè)定值之后，開啟化opper卸荷電路抑制直 流母線電壓的升高，通過降低風(fēng)機(jī)有功輸出來增強(qiáng)風(fēng)機(jī)的無功補(bǔ)償能力，實(shí)現(xiàn)直驅(qū)型風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)電壓驟升或跌落期間的不脫網(wǎng)運(yùn)行，使直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具備高/低電 壓穿越的能力。
[0067] 如圖2所示是直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)模型的示意圖，通過模型仿真可得出電網(wǎng) 電壓驟升或跌落下直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況。由圖2可W看出直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 并網(wǎng)簡化模型主要由風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、直流母線電容、電網(wǎng)側(cè)變流器、LCL 濾波器及控制系統(tǒng)等模塊構(gòu)成。風(fēng)速作為風(fēng)力發(fā)電研究的源參數(shù)，通過風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換 成機(jī)械能，拖動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，最終將捕獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能。由于風(fēng)速不斷變化，所W發(fā)電 機(jī)輸出的是頻率、幅值不斷變化的交流電，而電網(wǎng)需要的是頻率、幅值固定的交流電，因此， 發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間接入了全功率變換器，通過機(jī)側(cè)變流器將頻率、幅值均不斷變化的交流 電轉(zhuǎn)換成直流電，然后經(jīng)網(wǎng)側(cè)變流器將直流電轉(zhuǎn)換成幅值恒定、頻率與電網(wǎng)頻率相同的交 流電，最后經(jīng)過IXL濾波電感并入電網(wǎng)。
[006引機(jī)側(cè)變流器與直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接相連，因此對(duì)于機(jī)側(cè)變流器的控制實(shí)際上就 是對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)的控制，一般在分析永磁同步電機(jī)時(shí)經(jīng)常采用的方法是dq軸數(shù)學(xué)模 型，送種方法不僅可W用于分析永磁同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能，也可W用于分析其暫態(tài)性能。零 d軸電流控制狂erod-axis化rrent，ZDC)是一種較為簡單的矢量控制方法，使用該方法使 得永磁同步發(fā)電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)退磁現(xiàn)象而影響發(fā)電機(jī)的性能。為了實(shí)現(xiàn)零d軸電流控制，需 將油C坐標(biāo)系下的H相定子電流轉(zhuǎn)化到dq坐標(biāo)系下，得到d軸和q軸的電流分量，然后再 將d軸的電流分量調(diào)節(jié)為零，通過控制q軸的電流分量來改變電磁轉(zhuǎn)矩，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁轉(zhuǎn) 矩的線性控制。
[0069] 網(wǎng)側(cè)變流器通過IXL濾波器與電網(wǎng)連接，在電網(wǎng)側(cè)看，網(wǎng)側(cè)變流器相當(dāng)于一個(gè)可 控電壓源，通過給定的電壓參考值調(diào)整脈沖寬度調(diào)制（Pulse Wi化h Mo化lation，PWM)的 占空比，控制網(wǎng)側(cè)變流器輸出電壓的幅值和相位，進(jìn)而改變電流的大小和與電網(wǎng)電壓間的 相位角，改變功率因數(shù)使變流器工作在不同的狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單位功率因數(shù)運(yùn) 行，可W采用基于電網(wǎng)電壓定向的電壓控制外環(huán)、電流控制內(nèi)環(huán)的網(wǎng)側(cè)逆變器的控制方法， 該控制策略將電網(wǎng)電壓定向到q軸，網(wǎng)側(cè)逆變器輸出的有功功率與網(wǎng)側(cè)逆變器輸出的電流 在q軸上的分量成正比，網(wǎng)側(cè)逆變器輸出的無功功率則與網(wǎng)側(cè)逆變器輸出的電流在d軸上 的分量成正比，實(shí)現(xiàn)有功無功的解禪控制，當(dāng)無功電流為零時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的單位功率因 數(shù)虹制。
[0070] 正是基于W上的理論，在本例中提出了一種高/低電壓穿越控制策略，直驅(qū)型風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)電壓驟升或跌落時(shí)，機(jī)側(cè)輸出功率不變，功率不平衡造成電