[實用新型]一種用于清潔能源并網的電網故障隔離系統

有效

• 申請號: 201220161220.9
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN202586371U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 楊雙;李文鋒;韓旭;王小路
• 申請（專利權）人: 榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/18;H02J3/01;H02H9/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本實用新型涉及一種用于清潔能源并網的電網故障隔離系統，該系統可以用于實現電網故障隔離、阻尼控制、無功補償、電能質量控制、短路電流限制等綜合功能。可解決電網故障對風電場或太陽能電站造成的脫網問題。在故障期間中使風場或太陽電站仍能提供頻率和電壓支持，提高風場和太陽能電站抵御電網故障和擾動的能力。另外本實用新型可以解決小水電群遠距離接入阻尼控制問題。本實用新型可廣泛應用于風電、太陽能、微網和小水電群的集中并網。

背景技術

新能源發電是目前發展最快的可再生能源之一。在過去的10年中，新能源發電在整個電力系統所占的比例越來越大。小水電由于受自然條件限制接入電網有很大的季節性。這對電力系統的安全可靠運行提出了很大的挑戰。國家電網在2009年12月頒布并實施了《風電場接入電網技術規定》企業標準，規定在電壓跌落80％(跌落至20％)時能夠持續625毫秒，并在2秒內恢復至90％時不脫網。目前大多數并網運行的風力發電機不具備低電壓穿越能力，2010年上半年，由于電力系統故障，甘肅風電場造成大面積脫網事故。嚴重影響西北電網運行安全。

另外在可再生能源利用方面，我國中國小水電資源豐富，據初步調查，理論蘊藏量有15億kW，可開發的資源為7000萬kW。在全國2300多個縣中，有1104個縣的可開發資源超過1萬kW，其中471個縣的可開發資源為1～3萬kW，499個縣為3～10萬kW，134個縣超過10萬kW。小水電群多半位于山區，水能資源十分豐富。但這些水電站多半遠離負荷中心，這樣就形成了“長線路、重負荷、弱聯系”的輸電格局。并且水電站絕大多數的發電機組均采用自并勵快速勵磁方式，這對系統的暫態穩定是有利的。但研究證明，在動態穩定方面，這種位于送電端的發電機自動勵磁調節器提供了負阻尼，這是快速勵磁的特性所決定的。綜合上述四點誘發因素，那么當電網出現敏感振蕩頻率的擾動時，由于快速勵磁調節器提供負阻尼加劇系統擺動，而小大網的聯系又很薄弱，就很容易造成低頻功率振蕩現象。

發明內容

針對目前風電場的低電壓穿越問題和豐水期小水電易發功率振蕩的問題，本實用新型的目的是提供一種用于清潔能源并網的電網故障隔離系統，該系統可有效解決低電壓穿越問題和電網的功率振蕩問題，同時該系統還可實現無功補償、電能質量控制、短路電流限制等功能。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

一種用于清潔能源并網的電網故障隔離系統，其特征在于，包括隔離阻抗模塊、電壓支持模塊、控制系統，所述的隔離阻抗模塊串聯于需要隔離系統與電網之間，電壓支持模塊并聯在需要隔離系統上；所述的控制系統發出控制信號同時控制隔離阻抗模塊的阻抗的投退與等效阻抗的大小，及控制電壓支持模塊進行電流補償。

所述的隔離阻抗模塊由阻抗、可控電力電子器件、高速開關并聯連接組成，通過控制系統控制可控電力電子器件導通角大小來控制等效阻抗的大小。

所述的可控電力電子器件可為晶閘管(或LTT)閥組，也可為全控型器件，如GTO、IGBT、IEGT等。

所述的電壓支持模塊為靜止無功補償裝置SVC或靜止無功發生器SVG。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

該系統可以用于實現電網故障隔離、阻尼控制、無功補償、電能質量控制、短路電流限制等綜合功能。可解決電網故障對風電場或太陽能電站造成的脫網問題。在故障期間中使風場或太陽電站仍能提供頻率和電壓支持，提高風場和太陽能電站抵御電網故障和擾動的能力。另外本實用新型可以解決小水電群遠距離接入阻尼控制問題。本實用新型可廣泛應用于風電、太陽能、微網和小水電群的集中并網。

附圖說明

圖1是隔離阻抗模塊采用晶閘管的電網故障隔離系統的接線原理圖；

圖2是隔離阻抗模塊采用全控型器件的電網故障隔離系統的接線原理圖；

圖3是阻尼控制邏輯框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細敘述。

見圖1、圖3，一種用于清潔能源并網的電網故障隔離系統，由隔離阻抗模塊1、電壓支持模塊2、控制系統3三部分組成，串聯在電網與風場、小水電群、負載或其它電網之間；或串聯在電網與大用戶負載之間。本系統采用模塊化設計，整體可看成一個串聯的雙端元件。可針對不同的功能要求進行配置，可實現電網故障隔離、阻尼控制、無功補償、電能質量控制、短路電流限制等單個功能或綜合功能。