[發明專利]用于響應電網事件使用動態制動來操作風機的方法和系統

有效

• 申請號: 201310401699.8
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103683252B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: R.G.瓦戈納;A.M.里特;E.V.拉森;A.M.克羅多夫斯基;S.A.巴克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02J3/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;湯春龍

本發明描述用于在電網事件期間耗散雙饋感應發電機（DFIG）轉換器的直流（dc）總線中的能量的方法和系統。在一個方面，該方法包括：監測電氣系統的操作條件，該電氣系統包括至少DFIG發電機和通過dc總線而連接的線路側轉換器和轉子側轉換器，該dc總線具有連接到其的動態制動器；檢測該dc總線上的過電壓或檢測指示dc鏈路上的過電壓的條件，dc總線上的過電壓或指示過電壓的條件由電網事件引起；以及促使使用動態制動器來耗散dc鏈路中的能量。

技術領域

本公開的領域一般涉及供在控制風機的操作中使用的方法和系統，并且更具體地，涉及響應于孤島化事件使用動態制動來控制風機操作。

背景技術

一般，風機系統利用使負序電流最小化的閉環電流調節方案來調節正序電壓。這樣的系統運行正常并且已知在恒定的輸出功率水平處是可靠的。然而，隨著到DFIG風機系統的輸電饋線的長度增加，對電網瞬態和電網擾動的響應促使進出轉換器的功率振蕩，這在轉換器中的DC總線電壓上形成擾動。這樣的功率振蕩可隨時間導致系統可控性下降和/或設備失靈。在一些電網故障中，在清除時，風電廠沒有到電網的剩余連接，但其中風機仍連接到風電廠的電纜和線路以及長輸電網的至少一部分。這可以視為風場的“孤島化的”狀況，其特征在于電壓和頻率中潛在的明顯偏離。該狀況不要與術語“孤島化”的其他使用（其中意圖是確保維護人員的安全）混淆。

由于風機電氣系統內超出設備能力的高壓，上述的事件對該系統造成損壞的可能。當電網在清除電網故障后仍保持部分未受損時，風機經受住電網事件（低壓和高壓兩者），這是可取的。然而，當電網在清除故障后變成開路，則風機繼續在沒有損壞的情況下操作并且最終基于不能傳遞功率而關閉，這是可取的。

用于在一些電網擾動期間調節功率流（power flow，潮流）的一個控制方法牽涉操作“轉子撬棍（rotor crowbar）”，其用作限制到轉換器的DC總線中的功率流來防止轉換器損壞的最后的手段。然而，一般，這樣的系統不允許風機系統足夠快地恢復來滿足一些電網規程標準和/或規章。利用現有的控制方法，當期望更長的輸電線長度時，轉換器（可能與較大電網電壓瞬態耦合）中的DC總線電壓上的電壓過沖可達到損壞轉換器中的部件的水平。

因此，存在使用動態制動來更有效控制風機系統以保護電氣設備免受由電力網引起的擾動的影響的需要。

發明內容

在一個方面，提供在電網事件期間耗散雙饋感應發電機（DFIG）轉換器的直流（dc）總線中的能量的方法。該方法的一個實施例包括：監測電氣系統的操作條件，該電氣系統包括至少DFIG發電機和通過dc總線而連接的線路側轉換器和轉子側轉換器，該dc總線具有連接到其的動態制動器；檢測該dc總線上的過電壓或檢測指示dc鏈路上的過電壓的條件，dc總線上的過電壓或指示過電壓的條件由電網事件引起；以及促使使用動態制動器來耗散dc鏈路中的能量。

在另一個方面，提供在孤島化事件期間耗散雙饋感應發電機（DFIG）轉換器的直流（dc）總線中的能量的方法。該方法的一個實施例包括：檢測DFIG發電機和DFIG轉換器的孤島化的指示符，該DFIG轉換器包括通過dc總線而連接的線路側轉換器和轉子側轉換器，該dc總線具有連接到其的動態制動器，其中繼孤島化之后該DFIG發電機和線路側轉換器連接到電網的至少一部分；以及基于所檢測的孤島化狀況指示符促使耗散DFIG轉換器的dc總線中的能量，使用動態制動器來使能量耗散。