專利名稱：一種低電壓故障快速檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓故障快速檢測方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)在應(yīng)對(duì)電網(wǎng)故障能力方面存在較大缺陷。電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓跌落，造成發(fā)電機(jī)定子電流增加。由于轉(zhuǎn)子與定子之間的強(qiáng)耦合，快速增加的定子電流會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流上升。轉(zhuǎn)子電流上升超過變頻器能夠承受的最大電流時(shí)，變頻器將退出運(yùn)行，導(dǎo)致機(jī)組脫網(wǎng)。另外，由于風(fēng)力機(jī)調(diào)節(jié)速度較慢，故障前期風(fēng)力機(jī)吸收的風(fēng)能不會(huì)明顯減少，而發(fā)電機(jī)組由于機(jī)端電壓降低，不能正常向電網(wǎng)輸送電能，即有一部分能量無法輸人電網(wǎng)，這些能量由系統(tǒng)內(nèi)部消化，將導(dǎo)致電容充電、直流電壓快速升高、電機(jī)轉(zhuǎn)子加速、電磁轉(zhuǎn)矩突變等一系列問題。而國家電網(wǎng)要求，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)具有低電壓穿越能力，即當(dāng)電網(wǎng)故障或擾動(dòng)引起風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)的電壓跌落時(shí)，在電壓跌落的范圍內(nèi)，風(fēng)電機(jī)組能夠不間斷并網(wǎng)運(yùn)行。變頻器必須在電網(wǎng)故障情況下采用一定的方法來協(xié)助整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組完成低電壓穿越，采取措施的前提是變頻器先檢測到電網(wǎng)電壓故障，因此低電壓故障檢測速度直接影響機(jī)組的低電壓穿越能力。已有研究針對(duì)電網(wǎng)電壓跌落故障檢測提出解決方案，專利“一種雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越控制方法和裝置”(CN201110392986.8)及專利“雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越方法”(CN201210029338.0)中均涉及故障檢測算法。以上專利的故障檢測方法是采用轉(zhuǎn)子電流或電網(wǎng)電壓作為故障檢測判據(jù)。從發(fā)電機(jī)的角度來看，雙饋電機(jī)定子側(cè)與電網(wǎng)直接連接，定子電流上升是直接影響，由于轉(zhuǎn)子與定子之間的強(qiáng)耦合，快速增加的定子電流會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流上升，因此，轉(zhuǎn)子電流上升是間接的，檢測算法存在一定延時(shí)。采用電網(wǎng)電壓檢測判據(jù)，該檢測方法雖然能夠正確實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓跌落故障的檢測，但檢測算法需要將交流電壓瞬時(shí)值轉(zhuǎn)化為直流量，仍存在一定延時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種低電壓故障快速檢測方法，其主要應(yīng)用于雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，可提高風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:一種低電壓故障快速檢測方法，包括如下步驟:(I)實(shí)時(shí)檢測雙饋電機(jī)定子電流和變頻器直流母線電壓瞬時(shí)值；(2)當(dāng)定子電流或直流母線電壓超過設(shè)定的門檻值時(shí)，進(jìn)入步驟(3)；(3)若變頻器處于正常啟動(dòng)狀態(tài)，則判定電網(wǎng)電壓跌落故障發(fā)生。上述定子電流的門檻值Ids lim滿足公式:0.85Ids—max>Ids—lim>l.2Ids—nom其中，Ids max為系統(tǒng)允許最大定子電流，Ids nom為額定定子電流。
上述直流母線電壓的門檻值Udcjim滿足公式:0.85Udc—max>Udc—lim>l.2Udc nom其中，Udc max為系統(tǒng)允許最大直流母線電壓，Udc nom為系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)額定直流母線電壓。采用上述方案后，本發(fā)明采用電機(jī)雙饋電機(jī)定子電流和變頻器直流母線電壓瞬時(shí)值作為電網(wǎng)電壓跌落判定依據(jù)，即當(dāng)變頻器已正常啟動(dòng)時(shí)，控制系統(tǒng)檢測到直流電壓超過設(shè)定門檻值或雙饋電機(jī)定子電流超過設(shè)定門檻值時(shí)，認(rèn)為電網(wǎng)電壓跌落發(fā)生，控制系統(tǒng)開始執(zhí)行低電壓穿越控制邏輯。本發(fā)明檢測方法應(yīng)用于雙饋式變頻器低電壓穿越控制策略，可提高電網(wǎng)電壓故障檢測速度，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越能力。


圖1是本發(fā)明所應(yīng)用的雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的整體框圖；圖2是本發(fā)明進(jìn)行低電壓故障檢測的邏輯圖；其中，箭頭代表數(shù)據(jù)流方向。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種低電壓故障快速檢測方法，應(yīng)用于雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，可配合圖1所示，其中，Udc表示變頻器直流母線電壓，Ids表示雙饋電機(jī)定子電流；所述檢測方法包括如下步驟:(I)實(shí)時(shí)檢測雙饋電機(jī)定子電流和變頻器直流母線電壓瞬時(shí)值；(2)當(dāng)定子電流或直流母線電壓超過設(shè)定的門檻值時(shí)，進(jìn)入步驟(3)；( 3 )若變頻器處于正常啟動(dòng)狀態(tài)，則判定電網(wǎng)電壓跌落故障發(fā)生。定子電流的門檻值Ids lim滿足公式:0.85Ids—max>Ids—lim>l.2Ids—nom其中，Ids max為系統(tǒng)允許最大定子電流，Ids nom為額定定子電流。直流母線電壓的門檻值Udc lim滿足公式:0.85Udc_max>Udc lim> 1.2Udc—_其中，Udc max為系統(tǒng)允許最大直流母線電壓，Udc nom為系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)額定直流母線電壓。以下將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。以一種雙饋電機(jī)機(jī)型為例說明門檻值Udcjim和Ids lim的計(jì)算方法。機(jī)組參數(shù)如表I所示:表I
權(quán)利要求
1.一種低電壓故障快速檢測方法，其特征在于包括如下步驟: (1)實(shí)時(shí)檢測雙饋電機(jī)定子電流和變頻器直流母線電壓瞬時(shí)值； (2)當(dāng)定子電流或直流母線電壓超過設(shè)定的門檻值時(shí)，進(jìn)入步驟(3)； (3 )若變頻器處于正常啟動(dòng)狀態(tài)，則判定電網(wǎng)電壓跌落故障發(fā)生。
2.如權(quán)利要求1所述的一種低電壓故障快速檢測方法，其特征在于:所述定子電流的門檻值Ids—lim滿足公式:0.85Ids—max〉Ids—lim〉l.21ds nom 其中，Idsjlax為系統(tǒng)允許最大定子電流，Ids_nom為額定定子電流。
3.如權(quán)利要求1所述的一種低電壓故障快速檢測方法，其特征在于:所述直流母線電壓的門檻值Ud?！猯im滿足公式: 0.85Udc_max>Udcjim> 1.2Udc nom 其中，Utkmax為系統(tǒng)允許最大直流母線電壓，ud。.為系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)額定直流母線電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種低電壓故障快速檢測方法，包括如下步驟實(shí)時(shí)檢測雙饋電機(jī)定子電流和變頻器直流母線電壓瞬時(shí)值；當(dāng)定子電流或直流母線電壓超過設(shè)定的門檻值，且變頻器處于正常啟動(dòng)狀態(tài)，則判定電網(wǎng)電壓跌落故障發(fā)生。本發(fā)明的目的，在于提供一種低電壓故障快速檢測方法，其主要應(yīng)用于雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，可提高風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力。
文檔編號(hào)G01R31/34GK103105583SQ201310014720
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者楊兵, 王宇, 楊浩, 吳小丹, 汪濤, 趙天恩, 方太勛, 劉為群 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司