[實(shí)用新型]風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720154353.2
• 申請(qǐng)日: 2007-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN201035439Y
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟學(xué)軍;鄭元彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京思能達(dá)電力技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/70
• 分類號(hào): G05F1/70;H02J3/18;F03D7/00
• 代理公司: 北京聯(lián)合匯豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 姚伯川

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)，適用于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)輸出電壓和無(wú)功功率的監(jiān)測(cè)、控制和調(diào)節(jié)，以保障風(fēng)電場(chǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和電網(wǎng)的安全。

背景技術(shù)

以自然風(fēng)為原動(dòng)力的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，常常因?yàn)樽匀伙L(fēng)的隨機(jī)性和不可控性而成為不穩(wěn)定的間歇性電源。尤其是數(shù)量眾多的風(fēng)電機(jī)組組成的大型風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)后，必然對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成一定的影響。根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)所接入電網(wǎng)的電壓電流強(qiáng)弱的不同，影響的程度也不盡相同。風(fēng)電場(chǎng)大多數(shù)處于電網(wǎng)的末端，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)無(wú)功電壓的影響成為需要特別關(guān)注的問題之一。由于風(fēng)電場(chǎng)所接入電網(wǎng)的電壓水平較低，電壓維持能力較弱，風(fēng)電機(jī)組因電網(wǎng)的低電壓保護(hù)功能而退出運(yùn)行的情況時(shí)有發(fā)生；在某些情況下，甚至出現(xiàn)隨著風(fēng)電場(chǎng)輸出電力的增減，地區(qū)電網(wǎng)電壓質(zhì)量無(wú)法保證的現(xiàn)象。風(fēng)電場(chǎng)對(duì)它所接入的電網(wǎng)的電壓無(wú)功的影響已經(jīng)成為了限制風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量和風(fēng)力發(fā)電工程發(fā)展的主要障礙之一。因此，需要提出一種能夠?qū)︼L(fēng)電場(chǎng)的各風(fēng)電機(jī)組和整個(gè)電場(chǎng)的電壓無(wú)功進(jìn)行適時(shí)的監(jiān)測(cè)、控制和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問題，提出一種風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)電場(chǎng)的發(fā)電機(jī)組和電場(chǎng)電壓無(wú)功進(jìn)行適時(shí)調(diào)控，保障風(fēng)電場(chǎng)和接入電網(wǎng)的正常運(yùn)行和改善電網(wǎng)電壓的質(zhì)量，并降低網(wǎng)絡(luò)損耗。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要包括：電壓無(wú)功綜合調(diào)度裝置、電壓無(wú)功補(bǔ)償裝置、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，其特征在于：所述電壓無(wú)功綜合調(diào)度裝置主要由主監(jiān)控器、副監(jiān)控器、工程師工作站、打印機(jī)和打印服務(wù)器組成；所述電壓無(wú)功補(bǔ)償裝置主要由集中補(bǔ)償裝置和數(shù)個(gè)就地補(bǔ)償裝置構(gòu)成；所述集中補(bǔ)償裝置主要由電壓互感器A、電流互感器A、電壓互感器B、電流互感器B、斷路器A、斷路器B、斷路器C、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器、串聯(lián)電抗器、電容器、并聯(lián)電抗器和集中補(bǔ)償控制器組成，連接在主變壓器220KV側(cè)的所述電壓互感器A的電壓信號(hào)和電流互感器A的電流信號(hào)和連接在主變壓器35KV側(cè)的所述電壓互感器B和電流互感器B的電壓和電流信號(hào)接入所述集中補(bǔ)償控制器，該控制器的控制信號(hào)接入斷路器B、斷路器C的控制端和動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的控制部件，所述集中補(bǔ)償裝置的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的一端經(jīng)過斷路器A連接到主變壓器的35KV側(cè)，其另一端連接經(jīng)過斷路器C連接到所述并聯(lián)電抗器，經(jīng)過斷路器B連接到所述串聯(lián)電抗器，串聯(lián)電抗器連接所述電容器；所述數(shù)個(gè)就地補(bǔ)償裝置，其中每一個(gè)包括斷路器D、數(shù)個(gè)快速熔斷器、數(shù)個(gè)動(dòng)態(tài)柔性投切模塊、數(shù)個(gè)自愈式電容器組、電壓互感器C、電流互感器C和就地補(bǔ)償控制器，連接在升壓變壓器的690V側(cè)的電壓互感器C的電壓信號(hào)和電流互感器C的電流信號(hào)接入所述的就地補(bǔ)償控制器，該控制器的控制信號(hào)接入所述斷路器D的控制端和動(dòng)態(tài)柔性投切模塊的控制端，所述斷路器D的一端連接升壓變壓器的690V側(cè)，所述數(shù)個(gè)快速熔斷器的一端并聯(lián)在斷路器D的另一端，數(shù)個(gè)快速熔斷器的另一端連接所述數(shù)個(gè)自愈式電容器組，每個(gè)就地補(bǔ)償裝置同一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)一起并聯(lián)在一個(gè)升壓變壓器的690V側(cè)，該升壓變壓器的35KV側(cè)連接在主變壓器的35KV側(cè)；所述電壓無(wú)功綜合調(diào)度裝置與電壓無(wú)功補(bǔ)償裝置中的集中補(bǔ)償控制器和數(shù)個(gè)就地補(bǔ)償控制器通過通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制。

所述每個(gè)就地補(bǔ)償裝置的就地補(bǔ)償控制器分析處理由電壓互感器C和電流互感器C傳來(lái)的電壓電流信號(hào)，根據(jù)所述綜合調(diào)度裝置的指令，通過柔性投切模塊控制自愈式電容器組的投切，來(lái)調(diào)節(jié)升壓變壓器的初級(jí)端的電壓和無(wú)功，以保障電場(chǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

所述集中補(bǔ)償裝置的集中補(bǔ)償控制器分析處理由電壓互感器A、B和電流互感器A、B傳來(lái)的電壓電流信號(hào)，按照所述綜合調(diào)度裝置的指令，根據(jù)Q＝2πfCU2的原理，通過調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器3.4的輸出電壓，即調(diào)節(jié)電抗器和電容器的端電壓來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功輸出，從而保障電場(chǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

本實(shí)用新型中的集中補(bǔ)償控制裝置通過動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器改變電容器和電抗器端電壓，從而達(dá)到改變無(wú)功輸出容量、調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率因數(shù)、改善系統(tǒng)無(wú)功的目的。該裝置在調(diào)節(jié)中無(wú)過電壓，調(diào)節(jié)過程中無(wú)充放電，無(wú)涌流，因此它可以實(shí)現(xiàn)適時(shí)調(diào)節(jié)，而且保證電抗器和電容器運(yùn)行在額定電壓以下，延長(zhǎng)補(bǔ)償裝置的使用壽命，保證電壓無(wú)功合格率，有效降低線損。