[實用新型]一種風電機組孤島發生裝置

有效

• 申請號: 201420268662.2
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN203859537U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 秦世耀;王瑞明;陳晨;李少林;孫勇;張金平;杜慧成
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;中電普瑞張北風電研究檢測有限公司;國網浙江省電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本實用新型屬于新能源接入與控制技術領域，具體涉及一種風電機組孤島發生裝置。

背景技術

隨著我國大型風電基地的建設和風電裝機規模的不斷擴大，風電在電網中所占比例越來越高，其對電網的影響范圍也從局部逐漸擴大，大規模風電并網運行對電力系統安全穩定運行產生一定的影響。

孤島現象即當電網由于故障中斷供電時，發電系統仍向周圍的負載供電。隨著風電并網比例的不斷增加，單臺風電機組的容量變大并逐步投入運行，風電發生孤島的概率會不斷升高。目前大容量的風電機組大多采用直驅(半直驅)型風電機組，直驅(半直驅)型風電機組其通過全功率變流器與電網完全隔離，而與全功率變流器與電網的完全隔離，是發生孤島運行的一個十分必要的條件。而發生孤島的另一個條件是風電機組提供的功率與負載需求功率相匹配。對于大規模遠距離輸電來說，負載與發電能力相差較大，很難達到匹配，但是隨著海上風電的發展，及許多地區采取就近消納的原則，要達到匹配條件的可能性還是很大的。另一方面，近年來越來越多的目光投入到微電網中，然而在微電網情況下，一些不允許中斷對負載供電的情況下，就需要供電不間斷的轉換，即從并網運行模式平穩轉換到孤島運行模式。因此，風電機組的孤島能力因包括，防孤島運行能力及孤島運行能力。

目前，對于風電機組的并網特性已有不少研究，包括電能質量，有功/無功控制，低電壓穿越等，并已具備相應的檢測手段，但是對于風電機組孤島能力的檢測研究較少，同時也缺少相應的檢測裝置及檢測手段。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種風電機組孤島發生裝置，該裝置通過可調式智能負載，真實模擬孤島發生現象，并且可匹配風電機組不同功率段輸出，更加全面的反映風電機組的孤島/防孤島運行能力。

為了實現上述目的，本實用新型采取如下方案：

本實用新型提供一種風電機組孤島發生裝置，所述孤島發生裝置位于風電機組出口變壓器高壓側和電網之間；所述裝置包括可調式變壓器、智能負載、并網斷路器和負載斷路器；風電機組出口變壓器高壓側通過并網斷路器連接電網，并依次通過負載斷路器和可調式變壓器連接智能負載。

所述可調式變壓器采用干式變壓器；為適應不同電壓等級，干式變壓器采用多電壓等級抽頭方式，其低壓側電壓為400V，高壓側電壓等級選擇10kV或35kV，各電壓等級變化范圍為±5％，并通過抽頭調節。

所述可調式變壓器的技術參數包括額定容量、高壓側電壓等級、空載損耗、負荷損耗、空載電流和繞組電阻不平衡率；所述額定容量、空載損耗、負荷損耗和空載電流分別為2MVA、4.5kW、19kW和0.6％，繞組線電阻不平衡率小于2％，繞組相電阻不平衡率小于4％。

所述智能負載為在線自動調節智能負載，在線自動調節智能負載每相均包括依次串聯的電感、電容和電阻。

所述智能負載的技術參數包括額定電壓、額定頻率、頻率運行范圍、電阻負載容量、感性負載容量和容性負載容量，分別為400V、50Hz、45Hz～66Hz、0.1kW～2MW、0.1kVA～1MVA、-0.1kVA～-1MVA。

所述高壓斷路器和負載斷路器均采用機械式氣體絕緣開關，機械式氣體絕緣開關的高壓帶電部分安裝在密封的六氟化硫氣體中。

通過手動調節并網斷路器和負載斷路器，使風電機組發生孤島現象。

所述可調式變壓器、并網斷路器和負載斷路器均位于變壓器及開關室，所述智能負載位于負載室。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：

(1)更加接近于并網點或用戶端：可進一步實現在風電機組出口變壓器高壓側進行測試，更加接近風電場并網點或就地負荷，實現測試期間與電網或負荷完全斷開，提高測試期間的安全性。

(2)真實模擬孤島現象：通過可調式智能負載，真實模擬孤島發生現象，并且可匹配風電機組不同功率段輸出，更加全面的反映風電機組的孤島/防孤島運行能力。

(3)多電壓等級，可移動式，滿足在不同地理環境、電氣環境下開展現場測試的需求。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中風電機組孤島發生原理圖；

圖2是本實用新型實施例中孤島發生過程開關動作時序圖；

圖3是本實用新型實施例中可調式智能負載接線圖；

圖4是本實用新型實施例中風電機組孤島發生裝置布局圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。