[發明專利]一種風力發電機電網故障穿越裝置及其方法

無效

• 申請號: 201310719063.8
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103701149A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 王江城
• 申請（專利權）人: 浙江海得新能源有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳俊志

技術領域

本發明涉及風力發電領域，特別是指一種風力發電機電網故障穿越裝置及其方法。

背景技術

風力發電已經成為新能源發電的主要方式之一，而中國陸地上的風能主要集中在西北、華北和東北，為盡可能多的利用風能，同時減少對城市生活的影響，絕大多數的風力發電設備設在偏遠地區，但是偏遠地區的電網較弱，容易發生各種短時間電網故障，例如電網電壓驟降或者電壓突然升高等。一旦出現短時間電網故障，就會使風力發電機故障停機，因此，時而發生的電網短時間故障導致風力發電機無法連續運行，嚴重影響了風力發電機的效率，為了使風力發電機能夠連續運行，需要使風力發電機具備短時間電網故障穿越的能力。

為了使風力發電機具備短時間電網故障穿越能力，目前常采用的方案是改造現有風力發電機的控制系統，但是，這種改造方案的過程復雜，需要同時對風力發電機的變流器、控制器等進行改造，改造周期長，費用高，且針對失速型風力發電機、雙饋型風力發電機和直驅型風力發電機等都要各自進行改造。另外，還有一種基于動態電壓調節器（DVR）的改造方式，但是，這種方式所用的拓撲結構復雜，需要增加其他附加設備，設備體積大，且補償功能（比如頻率變化、功率等級）受到限制。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供了一種改造方便、適用范圍廣的風力發電機電網故障穿越裝置及其方法。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：

一種風力發電機電網故障穿越裝置，包括開關單元、維持單元、第一檢測電路和控制單元，所述開關單元與維持單元并聯后串接在風力發電機和電網接入點之間，所述控制單元接收第一檢測電路的檢測信號，并向開關單元和維持單元輸出控制信號。

上述的風力發電機電網故障穿越裝置，其中，所述開關單元包括開關電路，所述開關電路包括功率開關T1和功率開關T2，且功率開關T1和功率開關T2反向并聯連接。

上述的風力發電機電網故障穿越裝置，其中，所述功率開關T1和功率開關T2為半控型開關，且所述開關單元還包括與開關電路并聯的諧振電路。

上述的風力發電機電網故障穿越裝置，其中，所述諧振電路包括依次串聯的電容C1、電阻R2、電感L1和晶閘管T3。

上述的風力發電機電網故障穿越裝置，其中，所述功率開關T1和功率開關T2為全控型開關。

上述的風力發電機電網故障穿越裝置，其中，所述維持單元包括相互串聯的整流電路和逆變電路，且所述整流電路和逆變電路之間還連接卸放電路和電容C。

本發明還提供一種風力發電機電網故障穿越裝置的電網故障穿越方法，包括以下步驟：

第一檢測電路檢測電網頻率和電網電壓；

控制單元根據第一檢測電路的檢測信號判斷電網是否故障；

若電網正常，控制單元輸出控制信號使開關單元處于閉合狀態，并控制維持單元停止工作；

若電網故障，控制單元輸出控制信號使開關單元處于關斷狀態，并控制維持單元輸出與正常電網相同的信號；

控制單元根據第一檢測電路的檢測信號判斷電網是否平衡；

若電網平衡，控制單元輸出控制信號使維持單元向電網輸送有功功率；

若電網不平衡，控制單元輸出控制信號使維持單元中向電網輸送無功功率。

上述的風力發電機電網故障穿越裝置的電網故障穿越方法，其中，電網故障是指電網頻率波動值>5%電網額定頻率或電網電壓波動值>10%電網額定電壓。

與現有技術相比，本發明的優點在于：不需要改造現有的風力發電機，只需要將本發明公開的裝置串聯到風力發電機和電網接入點之間，就能使風力發電機具有電網故障穿越能力，改造方便；適用于失速型風力發電機、雙饋型風力發電機、直驅型風力發電機等各種風力發電機，適用范圍廣。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明風力發電機電網故障穿越裝置的結構示意圖；

圖2為本發明風力發電機電網故障穿越裝置的電路示意圖；

圖3為本發明風力發電機電網故障穿越裝置的電網故障穿越方法的流程圖。