網(wǎng)多余的能 量通過網(wǎng)側(cè)對直流母線電容充電，從而引起直流母線電壓的上升，網(wǎng)側(cè)變流器輸出電流崎 變。電網(wǎng)電壓升高或跌落到一定值都會引起風(fēng)機相關(guān)保護動作造成部分風(fēng)機脫網(wǎng)，同時直 流母線電壓升高超過限值將威脅變流器的正常運行，造成風(fēng)電機組的損壞。如果電網(wǎng)電壓 不對稱跌落，還會引起直流側(cè)的2倍頻波動，送會威脅到功率器件和直流電容的安全，也會 影響輸出電能的質(zhì)量。為了抑制電網(wǎng)電壓的驟升或跌落，需要風(fēng)力發(fā)電機組具備一定的無 功補償能力，從而在電網(wǎng)電壓驟升或跌落期間可W發(fā)出一定的感性/容性無功，為了限制 直流母線電壓的升高，可W在直流側(cè)增加卸荷電路，適時地將多余的能量通過卸荷電阻W 熱量形式消耗掉。由于風(fēng)機功率限制，可通過降低風(fēng)機有功輸出來增強風(fēng)機的無功補償能 力，實現(xiàn)直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組在電網(wǎng)電壓驟升或跌落期間不脫網(wǎng)運行，使直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電 機組具備高/低電壓穿越的能力。
[0071] 考慮到電網(wǎng)電壓驟升/跌落期間風(fēng)力發(fā)電機組的無功輸出主要取決于電網(wǎng)電壓 驟升或跌落的幅度，在并網(wǎng)點電壓驟升至1. 1倍標(biāo)稱值及W上或者跌落至0. 9倍及W下時， 機組需要按照電網(wǎng)電壓每升高或跌落1%、至少提供2%額定無功電流的原則優(yōu)先對故障 電網(wǎng)進行補償，即；
(公式1)
[007引其中，V表示參考無功電流值，Uref表示檢測到的電網(wǎng)電壓有效值（即實測電網(wǎng)電 壓有效值），巧T表示電網(wǎng)電壓設(shè)定值，iw表示額定電流。
[0074] 具體的，本例提出了一種高/低電壓穿越控制方法，如圖3所示，實時監(jiān)測風(fēng)力發(fā) 電機組并網(wǎng)側(cè)電網(wǎng)電壓有效值Uw,將檢測到的值與電網(wǎng)電壓設(shè)定值t/；, '作差，將差值是否 超出設(shè)定的電壓限值（包括上限和下限）作為Ctrll的輸入信號；在電網(wǎng)電壓正常的情況 下，Ctrll選擇器選擇模式1使無功電流為0，Ctrl2選擇器選擇模式11，網(wǎng)側(cè)變流器采用電 壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)控制模式，使風(fēng)力發(fā)電機組保持單位功率因數(shù)正常運行；當(dāng)電網(wǎng)電壓變化 使檢測到的電網(wǎng)電壓值與設(shè)定值差值超過上限時Ctrll選擇器選擇模式2,或者在，低于下 限時，Ctrll選擇器選擇模式3,進一步的，再利用上述公式運算得出參考無功電流值V，使 風(fēng)力發(fā)電機組具備一定的無功補償能力，可W發(fā)出一定的感性無功（或者容性無功）來抑 制電網(wǎng)電壓的變化，同時根據(jù)陪I 可W得出此時的有功電流值。同時，還需要實 時監(jiān)測直流母線電壓值Ud。，并將Ud。與直流母線電壓設(shè)定值進行作差，將差值是否超過設(shè)定 的限值作為Ctrl2的輸入信號，當(dāng)差值超過限值時，Ctrl2選擇器選擇模式22,即選擇根據(jù) 4|含得出的有功電流值作為有功電流設(shè)定值。在送個時候因無功電流增大，因 此有功電流將偏小，由于風(fēng)力發(fā)電機組的功率有限，則間接提升了風(fēng)力發(fā)電機組的無功補 償能力。進一步的，與此同時Ctrl2的輸入信號也會同時作為直流側(cè)化opper電路的開關(guān) 信號，直流母線電壓升高超過限值之后，會開啟化opper卸荷電路，將直流側(cè)多余的能量消 耗掉，防止直流母線過電壓，保證風(fēng)力發(fā)電機組的正常運行。
[00巧]利用EMTDC/PSCAD仿真平臺搭建仿真模型對上述方法進行仿真驗證，在驗證過程 中，設(shè)定直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組額定功率為2. 5MW，風(fēng)力發(fā)電機組輸出電壓為690V，通過變壓 器升至35kV接入電網(wǎng)。風(fēng)電機組高電壓穿越能力驗證的結(jié)果為：風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)穩(wěn)定運 行1.0 s后變壓器低壓側(cè)電壓升高至額定電壓的130%，經(jīng)過200ms恢復(fù)正常。電網(wǎng)電壓驟 升期間，風(fēng)力發(fā)電機組的運行特性如圖4所示；風(fēng)電機組低電壓穿越能力驗證的結(jié)果為；風(fēng) 力發(fā)電機組并網(wǎng)穩(wěn)定運行1. Os后變壓器低壓側(cè)電壓跌落至額定電壓的20 %，經(jīng)過625ms恢 復(fù)正常，電網(wǎng)電壓跌落期間，風(fēng)力發(fā)電機組的運行特性如圖5所示。
[0076] 電網(wǎng)電壓驟升期間，改變網(wǎng)側(cè)變流器控制模式，增大無功電流，使風(fēng)力發(fā)電機組 發(fā)出一定的感性無功，有助于抑制電網(wǎng)電壓的驟升；同時當(dāng)直流母線電壓升高超過限值時 化opper電路開啟，使直流母線電壓驟降，隨著多余能量的消耗，直流母線電壓維持在允許 的范圍內(nèi)，避免直流母線過電壓，保證風(fēng)力發(fā)電機組正常運行，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機組在電網(wǎng)電 壓驟升期間不脫網(wǎng)連續(xù)運行，使風(fēng)力發(fā)電機組具備高電壓穿越的能力。
[0077] 在本例中，利用圖3中的Ctrll和Ctrl2兩個模式選擇器進行網(wǎng)側(cè)變流器控制模 式的轉(zhuǎn)換，使得有功電流參考設(shè)定值、無功電流參考設(shè)定值可W隨著電網(wǎng)電壓的變化及直 流母線電壓的變化而變化，同時還可W通過直流母線電壓的變化控制化opper電路的開啟 與關(guān)閉進行多余能量的消耗，用W抑制直流母線電壓的升高。在電網(wǎng)電壓跌落期間，改變網(wǎng) 側(cè)變流器控制模式，使風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)出一定的容性無功，抑制電網(wǎng)電壓的驟升，同時當(dāng)直 流母線電壓升高超過限值時化opper電路開啟，使直流母線電壓驟降，隨著多余能量的消 耗，直流母線電壓將維持在允許的范圍內(nèi)，避免了直流母線過電壓，保證了風(fēng)力發(fā)電機組的 正常運行，保證了風(fēng)力發(fā)電機組在電網(wǎng)電壓跌落期間不脫網(wǎng)連續(xù)運行，使得風(fēng)力發(fā)電機組 具備低電壓穿越的能力，抑制了電網(wǎng)電壓的波動，有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
[007引基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例中還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組電壓穿越控制裝 置，如下面的實施例所述。由于風(fēng)力發(fā)電機組電壓穿越控制裝置解決問題的原理與風(fēng)力發(fā) 電機組電壓穿越控制方法相似，因此風(fēng)力發(fā)電機組電壓穿越控制裝置的實施可W參見風(fēng)力 發(fā)電機組電壓穿越控制方法的實施，重復(fù)之處不再賞述。W下所使用的，術(shù)語"單元"或者 "模塊"可W實現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管W下實施例所描述的裝置較佳地 W軟件來實現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖6是本發(fā) 明實施例的風(fēng)力發(fā)電機組電壓穿越控制裝置的一種結(jié)構(gòu)框圖，如圖6所示，包括：檢測模塊 601、確定模塊602、第一控制模塊603和第二控制模塊604,下面對該結(jié)構(gòu)進行說明。
[0079] 檢測模塊601，用于實時檢測風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)側(cè)電網(wǎng)電壓有效值；
[0080] 確定模塊602,用于確定檢測到的電網(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；
[0081] 第一控制模塊603,用于在確定出所述差值未高于電壓上限且未低于電壓下限的 的情況下，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；
[0082] 第二控制模塊604,用于在確定出所述差值高于電壓上限，或者差值低于電壓下限 的情況下，計算得到參考無功電流值，并根據(jù)所述參考無功電流值計算有功電流值，將計算 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，將計算得到的有功電流值作為并網(wǎng) 側(cè)輸入的有功電流值。
[0083] 在一個實施例中，第二控制模塊604具體用于按照W下公式計算參考無功電流 值：
[0085] 其中，^；^表示參考無功電流值，UfW表示檢測到的電網(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。
[0086] 在一個實施例中，第二控制模塊604具體用于按照W下公式計算此時的有功電流 值：
[008引其中，C表示此時的有功電流值，im。^表示風(fēng)力發(fā)電機組允許的最大電