[發明專利]一種風電機保護系統

有效

• 申請號: 201010184707.4
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN101834429A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 曾贛生;任曉峰;趙鳳儉;廖文建
• 申請（專利權）人: 三一電氣有限責任公司
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06;H02H7/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李秋香;逯長明

技術領域

本發明涉及分布式風電領域，尤其涉及一種具有低電壓穿越功能的風電機保護系統。

背景技術

雙饋式變速恒頻風電機組已經在國內外風電領域得到廣泛應用，其發電設備為雙饋感應發電機，當出現電網故障時，以前的保護原則是將雙饋感應發電機立即從電網中脫網以確保機組的安全。隨著風電機組單機容量的不斷增大和風電場規模的不斷擴大，風電機組與電網間的相互影響已日趨嚴重。人們越來越擔心，一旦電網發生故障迫使大面積風電機組因自身保護而脫網的話，將嚴重影響電力系統的運行穩定性。因此，隨著接入電網的雙饋感應發電機容量的不斷增加，電網對其要求越來越高，通常情況下要求發電機組在電網故障出現電壓跌落的情況下不脫網運行，并在故障切除后能盡快幫助電力系統恢復穩定運行，也就是說，要求風電機組具有一定低電壓穿越(LowVoltage?Ride-through)能力。

目前MW級商用雙饋風電機組主要采用“有源Crowbar”技術實現低電壓穿越。電網故障發生，首先系統控制器通過采樣電路對系統狀態采樣，檢測到故障發生，再對檢測得到的信號進行處理之后，發出Crowbar裝置的動作信號，Crowbar功率電路動作，通過旁路電阻將轉子側短接，釋放故障期間的能量，衰減轉子的故障電流，保護雙饋風電機組中的勵磁變流器。電網故障恢復后，系統控制器發出信號，切除Crowbar裝置，勵磁變流器恢復正常工作，從而實現低電壓穿越功能。

現有的“有源Crowbar(消弧瀉放電路)”技術還存在以下不足：①系統控制器采樣和處理故障信號，發出動作信號均需要時間，從而導致Crowbar功率電路部分的動作延時，不能及時動作②Crowbar功率電路部分的切除會出現系統的暫時震蕩和沖擊，存在Crowbar再次被觸發的可能，Crowbar裝置的反復觸發會導致整個系統崩潰。

因此，如何提供一種風電機保護系統，克服上述現有技術的不足，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種具有低電壓穿越功能的風電機保護系統，保護風電機的安全運行，縮短故障反應時間，實現故障電流分流。

為解決上述問題，本發明提供的技術方案如下：

本發明提供一種風電機保護系統，所述系統包括：

消弧瀉放電路，與風電機的變流器相連；

分流裝置，與所述消弧瀉放電路并聯；

傳感器，設置在風電機轉子側，與所述變流器相連，用于對風電機進行采樣；

信號調理電路，用于對所述傳感器采樣的信號進行調理，調理后的信號發送硬件觸發電路和系統控制器；

所述硬件觸發電路，接收所述信號整理電路調理后的信號，將調理后的信號與預定的上限、下限基準值進行比較，根據比較結果直接控制所述分流裝置；

所述系統控制器，接收所述信號整理電路調理后的信號，當調整后的信號超過預定的閾值時，發送觸發信號控制消弧瀉放電路瀉放故障電流。

優選地，所述上限基準值小于所述閾值。

優選地，所述上限、下限基準值之間的差值小于所述閾值的20％。

優選地，所述消弧瀉放電路包括三相不控整流橋，以及與所述三相不控整流橋并聯的瀉放電路；

所述瀉放電路包括相互串聯的第一開關器件和第一吸收電阻。

優選地，所述第一開關器件為全控半導體器件或半控半導體器件或繼電器。

優選地，所述分流裝置為全控半導體器件串聯吸收電阻的結構；或，電力電子降壓電路；或，板橋電路。

優選地，所述分流裝置包括相互串聯的第五開關器件和第五吸收電阻。

優選地，所述分流裝置包括相互串聯的第二開關器件、第一電感以及第二吸收電阻；

在所述第二吸收電阻兩端并聯第一電容；在所述第一電感和所述第二吸收電阻的兩端并聯二極管。

優選地，所述分流裝置包括相互串聯的第三開關器件、第二電感以及第三吸收電阻；

在所述第三吸收電阻兩端并聯第二電容；在所述第二電感和所述第三吸收電阻的兩端并聯第四開關器件。

優選地，所述第三開關器件由所述硬件觸發電路直接控制；所述第四開關器件根據所述硬件觸發電路發送的信號取反后結果執行相應動作。

優選地，所述硬件觸發電路包括邏輯比較單元、驅動脈沖發生單元、隔離與信號放大單元。

邏輯比較單元，用于將調理后的信號與預定的上限、下限基準值進行比較；

當調理后的信號高于所述上限基準值，控制所述驅動脈沖發生單元產生觸發驅動脈沖，通過所述隔離與信號放大單元處理后，觸發所述分流裝置；