[實用新型]一種雙饋型風機并網發電系統

有效

• 申請號: 201420135627.3
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN203787969U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 王志華;韓玉;宋建波
• 申請（專利權）人: 深圳市長昊機電有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02H7/06
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 汪麗

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，更具體地說，涉及一種雙饋型風機并網發電系統。

背景技術

近年來，隨著我國風力發電事業的迅猛發展，我國風電裝機總量和年新增裝置容量都躍居世界前列，目前市場上的主要風機機型為雙饋型和直驅型兩種，其中雙饋型風機占據市場的主導份額。隨著雙饋型風機裝機容量的激增，也逐漸暴露出了許多問題，其中并網接觸器作為風機的關鍵部件之一，其使用的可靠性以及并網時如何減小沖擊電流都成為近年來主要研究的焦點問題之一。

現有的占據市場的主流的雙饋型風機系統拓撲結構如圖1所示，雙饋發電機3轉子連接變流器6，變流器6通過主接觸器7、并網斷路器5連接電網；雙饋發電機定子經并網接觸器4’，并網斷路器5連接到電網。風機停機時，發電機需與電網斷開，運行時需與電網連通，這就要求并網開關器件頻繁動作。斷路器的使用壽命較短，一般為開關10000次左右，因此不適合作為頻繁動作的開關器件使用。而接觸器的使用壽命較長，一般開關次數超過100000次，所以在雙饋發電機定子與并網斷路器之間增加一個并網接觸器，負責風機正常啟停時，起到發電機與電網之間接通和隔離作用，并網斷路器在正常情況是一直處于閉合狀態的，只有發生短路等嚴重故障時才進行脫扣保護，以增加并網斷路器的壽命。

該雙饋型風力發電機的并網過程主要分兩步實現：第一步，啟動變流器對雙饋發電機進行勵磁以調整雙饋發電機定子側電壓相位、頻率、幅值與電網電壓相位、頻率、幅值相一致；第二步，閉合并網接觸器連通電網，實現并網過程。在第一步過程中，雙饋發電機定子側電壓相位、頻率、幅值與電網電壓相位、頻率、幅值可以調整到比較接近，但仍舊會有一些誤差，因此在第二步過程中并網接觸器閉合時會造成很大的沖擊電流。因此現有的雙饋風力發電系統中采用并網接觸器實現并網會存在如下缺陷：

1）并網沖擊電流較大，并網時并網接觸器兩端的電壓差會造成較大的沖擊電流；

2）接觸器的分斷能力很小且耐電流沖擊能力不大，當雙饋發電機定子側發生短路故障時，由于斷路器分斷速度較慢，大約在幾十毫秒左右，在這段時間內并網接觸器需要承受的短路電流是系統額定電流的十多倍以上。

現有技術中為了避免上述情況，需選用更大等級的并網接觸器，這無疑增加了成本。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述并網沖擊電流大、可靠性差的缺陷，提供一種雙饋型風力發電系統及其控制方法。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種雙饋型風力發電并網系統，包括雙饋發電機、連接在所述雙饋發電機的定子與電網間的并網斷路器以及依次連接在所述雙饋發電機的轉子與所述并網斷路器間的變流器和主接觸器，還包括連接在所述雙饋發電機的定子與所述并網斷路器間的并網開關裝置，其中：所述并網開關裝置包括三個分別接入每一相線路的開關單元，每個開關單元均包括反并聯連接的至少兩個開關管；

所述并網系統還包括控制單元，所述控制單元用于在并網開關裝置兩端相對應的任意兩相線電壓之間的差值的絕對值小于一預設值時，輸出驅動信號使三個開關單元都處于導通狀態以實現并網。

在上述雙饋型風力發電并網系統中，所述開關管為晶閘管。

在上述雙饋型風力發電并網系統中，所述開關管為門極可關斷晶閘管。

在上述雙饋型風力發電并網系統中，所述控制單元包括一信號檢測模塊，所述信號檢測模塊用于檢測所述并網開關裝置兩端相對應的任意兩相線電壓值。

在上述雙饋型風力發電并網系統中，所述控制單元還包括一信號比較模塊，所述信號比較模塊用于對所述線電壓值進行比較，并在其差值的絕對值小于所述預設值時輸出第一比較結果。

在上述雙饋型風力發電并網系統中，所述控制單元還包括一驅動信號模塊，所述驅動信號模塊用于在所述信號比較模塊輸出第一比較結果時輸出驅動信號給所述并網開關裝置。

實施本實用新型的雙饋型風力發電系統，具有以下有益效果：通過采用并網開關裝置，該并網開關裝置包括三個分別接入每一相線路的開關單元，每個開關單元包括反并聯連接的至少兩個開關管，而開關管采用晶閘管或門極可關斷晶閘管，因此完全可以在并網前當任意一組并網開關裝置兩端相對應的線電壓曲線接近其交叉點時，在該時刻點控制三個開關單元都處于導通狀態使雙饋發電機與電網連通，實現電網和定子電壓的無縫銜接，并網沖擊電流非常小。此外，當風機停機或雙饋發電機定子側發生短路故障時，也可以在很短的時間內關斷開關管，使并網開關裝置處于斷開狀態，隔離短路電流。

附圖說明