[發明專利]一種基于風電的前饋型電壓跌落浪涌補償裝置和方法

無效

• 申請號: 201410302715.2
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104104108A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王坤;趙艷萍;戴明明;劉瑞;王奎紅;李志永
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網安徽省電力公司亳州供電公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

1.一種基于風電的前饋型電壓跌落浪涌補償裝置，其特征在于，包括：

風力發電機，其將風力轉化為交流電輸出；

整流單元，其交流輸入端與所述風力發電機的輸出端連接，將風力發電機輸出端輸出的交流電轉換為直流電輸出；

H橋逆變單元，其直流母線與所述整流單元的直流輸出端連接；

變壓器，其初級線圈與所述H橋逆變單元的輸出端連接，變壓器的次級線圈用于串接在電網中；

并網逆變器，其直流母線與所述整流單元的直流輸出端連接，并網逆變器的輸出端用于與電網連接；

直流chopper單元，其直流母線與所述整流單元的直流輸出端連接；

直流電流檢測裝置，其與整流單元的直流輸出端連接，以檢測整流單元輸出的電流；

直流電壓檢測裝置，其與整流單元的直流輸出端連接，以檢測整流單元輸出的電壓；

交流電壓檢測裝置，其用以與電網連接，以檢測電網的電壓；

控制器，其分別與所述直流電流檢測裝置、直流電壓檢測裝置、整流單元和風力發電機連接，所述控制器接收直流電流檢測裝置和直流電壓檢測裝置傳輸的直流電流值和直流電壓值，調節風力發電機的轉速以對整流單元進行最大功率跟蹤控制；所述控制器還與交流電壓檢測裝置、H橋逆變單元、并網逆變器和直流chopper單元連接，所述控制器根據交流電壓檢測裝置傳輸的交流電壓值判斷電網的工作狀態，以控制H橋逆變單元輸出交流電壓而對電網電壓跌落或浪涌進行補償，所述控制器還控制并網逆變器向電網注入電能，以及控制直流chopper單元釋放電能。

2.如權利要求1所述的基于風電的前饋型電壓跌落浪涌補償裝置，其特征在于，所述控制器包括數字信號處理器。

3.如權利要求1所述的基于風電的前饋型電壓跌落浪涌補償裝置，其特征在于，所述控制器包括單片機。

4.如權利要求1所述的基于風電的前饋型電壓跌落浪涌補償裝置，其特征在于，所述直流電流檢測裝置包括直流電流傳感器。

5.如權利要求1所述的基于風電的前饋型電壓跌落浪涌補償裝置，其特征在于，所述直流電壓檢測裝置包括直流電壓傳感器。

6.如權利要求1所述的基于風電的前饋型電壓跌落浪涌補償裝置，其特征在于，所述交流電壓檢測裝置包括交流電壓傳感器。

7.采用如權利要求1所述的基于風電的前饋型電壓跌落浪涌補償裝置進行電壓跌落浪涌補償的方法，其特征在于，包括步驟：

采用風力發電機將風能轉化為交流電輸出；

采用整流單元將風力發電機輸出的交流電轉換為穩定的直流電，并對整流單元進行最大功率跟蹤控制以使整流單元輸出的直流電有功功率最大；

采用H橋逆變單元和并網逆變器將整流單元輸出的直流電轉變為交流電；

檢測電網電壓U_s是否正常：若判斷為是，則使控制器控制H橋逆變單元向電網輸出的交流電壓為零，并控制并網逆變器將風力發電機產生的全部電能注入電網；若判斷為否，則進一步判斷電網是發生了電壓跌落還是發生了電壓浪涌：若判斷為電壓跌落，則控制H橋逆變單元向電網輸出的交流電壓U_j＝U_s0-U_s，并控制并網逆變器將風力發電機產生的剩余的電能注入電網；若判斷為電壓浪涌，則控制H橋逆變單元向電網輸出的交流電壓U_j＝U_s0-U_s，并控制直流chopper單元釋放風力發電機產生的多余電能，以維持直流母線電壓的穩定；其中U_s0為電網標準交流供電電壓值。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述對整流單元進行最大功率跟蹤控制的步驟為：控制器檢測整流單元輸出的有功功率，判斷本次輸出的有功功率是否大于上次輸出的有功功率，若判斷為是，則增大風力發電機的轉速，若判斷為否，則維持風力發電機的轉速不變。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，分別采用直流電流檢測裝置和直流電壓檢測裝置檢測整流單元輸出的直流電的電流I_w和電壓U_w，以獲得整流單元輸出的有功功率P_w＝U_w×I_w。

10.如權利要求7所述的方法，其特征在于，當90％U_S0≤U_S≤110％U_S0，則判斷電網電壓U_s為正常；當U_S＜90％U_S0，則判斷為電壓跌落；當U_S＞110％U_S0，則判斷為電壓浪涌。