[發明專利]一種應用于風電機組低電壓穿越的監控系統及方法

有效

• 申請號: 201210270678.2
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102780223A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 蔡旋;關蕾;劉振杰;張健;鄒麗波
• 申請（專利權）人: 華銳風電科技（集團）股份有限公司
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及風力發電技術，尤其涉及一種應用于風電機組低電壓穿越的監控系統及方法。

背景技術

隨著風力發電技術的日漸成熟和風電機組單機容量的增大，風能正在成為電力系統廣泛應用的重要能源之一。為了可靠的向電網供電，風電機組要嚴格滿足電網接入的各項要求，其中，風電機組的低電壓穿越（Low?Voltage?Ride-Through，LVRT）功能是衡量機組的重要標準之一。因此，如何有效準確地在低電壓穿越的工況下對風電場各風電機組進行實時監測與控制，使整個風場機組安全可靠地運行變得至關重要。

現有技術的低電壓穿越處理方案主要有以下缺點。現有風電機組的主控設備為PLC，各控制指令均以通訊的方式發送到指定設備，指定設備執行PLC發送的指令。但是在風電機組運行時，由于其中某些設備通信不正常或其他原因，風電機組存在不能準確執行PLC發出的指令的情況，從而導致風電機組無法正常運行。然而在低電壓穿越的情況下，風電機組的不正常運行所造成的危害是無法估量的。

發明內容

本發明提供為解決現有技術中風電機組在低電壓穿越時不能正常執行PLC發出指令的缺陷，提供了一種應用于風電機組低電壓穿越的監控系統及方法。

本發明提供了一種應用于風電機組低電壓穿越的監控系統，包括數據采集模塊及命令執行控制模塊；

所述數據采集模塊用于采集風電機組的工作狀態下各參數，當發生低電壓穿越時，以預設頻率采集并記錄風電機組低電壓穿越階段風電機組各參數，然后發送到所述命令執行控制模塊；

所述命令執行控制模塊用于接收、保存所述數據采集模塊發送的風電機組各參數，若在發生低電壓穿越后第一預設時長時根據當前風電機組各參數判斷所述風電機組未成功低電壓穿越且在發生低電壓穿越后第二設定時長時根據當前風電機組各參數判斷所述風電機組未停機時，切斷風電機組安全鏈以使所述風電機組停機。

作為上述技術方案的優選，所述命令執行控制模塊包括風電機組各參數接收保存子模塊、低電壓穿越判斷子模塊、風電機組停機指令判斷子模塊及判斷執行子模塊；

所述風電機組各參數接收保存子模塊，用于接收、保存所述數據采集模塊發送的風電機組各參數；

所述低電壓穿越判斷子模塊，用于在發生低電壓穿越后第一預設時長時根據當前風電機組各參數判斷所述風電機組是否未成功低電壓穿越；

所述風電機組停機指令判斷子模塊，用于在發生低電壓穿越后第二預設時長時根據當前風電機組各參數判斷所述風電機組是否未停機；

所述判斷執行子模塊，用于根據所述低電壓穿越判斷子模塊及所述風電機組停機指令判斷子模塊的判斷結果確定所述風電機組未成功低電壓穿越且未停機時，切斷風電機組安全鏈以使所述風電機組停機。

作為上述技術方案的優選，所述數據采集模塊包括與電網連接的電網狀態監測單元及，與風電機組連接變頻器監控單元、變槳系統監控單元及低電壓穿越保護單元；

所述電網狀態監測單元用于采集并記錄網側的電壓、電流及功率數據；

所述變頻器單元模塊用于采集并記錄風電機組機側有功和無功電流電壓數據并形成電壓、電流波形、風電機組定子側有功和無功電壓分量、風電機組的轉速和轉矩、直流母排電壓；

所述變槳系統監控單元用于采集并記錄風電機組的變槳角度、變槳速度數據；

所述低電壓穿越保護單元用于采集并記錄風電機組在低電壓穿越期間保護器件的參數及Crowbar電路的參數。

作為上述技術方案的優選，所述低電壓穿越判斷子模塊具體包括：風電機組轉速判斷單元、風電機組電壓電流波形判斷單元、直流母排電壓判斷單元及第一綜合判斷單元；

所述風電機組轉速判斷單元用于判斷所述風電機組的轉速是否超過預設轉速；

所述風電機組電壓電流波形判斷單元用于根據所述電壓電流波形判斷所述風電機組的電壓電流的幅值、相位、頻率是否超出電壓電流的預設的幅值、相位及頻率；

所述直流母排電壓判斷單元用于判斷所述直流母排電壓的瞬時值是否大于直流母排保護單元所能承受的預設極限值；

所述第一綜合判斷單元用于根據風電機組轉速判斷單元、風電機組電壓電流判斷單元及直流母排電壓判斷單元的判斷結果確定所述風電機組是否成功低電壓穿越。

作為上述技術方案的優選，所述風電機組停機指令判斷子模塊具體包括：槳葉位置判斷單元、變頻器狀態判斷單元及第二綜合判斷單元；