[實用新型]用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520140037.4
• 申請日: 2015-03-12
• 公開（公告）號: CN204407914U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張坤;李光星;周濱;劉鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)湖南省電力公司;國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)

目前，風(fēng)電系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)主要來源于兩個方面：一方面，由于風(fēng)能資源具有波動性，導(dǎo)致風(fēng)電出力也具有波動性，這在風(fēng)電穿透率較高的情況下會對電網(wǎng)的電能質(zhì)量及其穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。另一方面，隨著風(fēng)電在電網(wǎng)中所占比例不斷增大，若風(fēng)電機組在電網(wǎng)發(fā)生故障時仍采取被動保護式的解列方式，則會增加整個系統(tǒng)的恢復(fù)難度，甚至可能加劇故障，嚴(yán)重影響到電網(wǎng)的安全運行。為此，新的電網(wǎng)規(guī)則均要求當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，并網(wǎng)風(fēng)電機組都能夠在一定時間范圍內(nèi)實現(xiàn)低電壓穿越運行，并在故障切除后風(fēng)力發(fā)電機組能夠迅速恢復(fù)正常運行，以幫助電網(wǎng)恢復(fù)正常工作。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種不僅可以平滑風(fēng)電的功率波動，而且還能提高風(fēng)電的低電壓穿越能力的用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器，包括三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器、雙向DC-DC變換器和儲能裝置，所述三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子分別與風(fēng)電機組中對應(yīng)相的出線端子相連、另一個出線端子分別與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)中對應(yīng)相的連接端子相連，所述三相全橋DC-AC變換器各相的直流端口與三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，所述三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口相連，所述儲能裝置通過雙向DC-DC變換器和三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連。

優(yōu)選地，所述三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子與風(fēng)電機組中對應(yīng)相的出線端子之間分別串聯(lián)連接有單相濾波電感。

優(yōu)選地，所述三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口之間串聯(lián)布置有三相濾波電感。

優(yōu)選地，所述儲能裝置為超級電容器或者蓄電池。

優(yōu)選地，所述三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器均為基于全控開關(guān)器件的DC-AC變換器，所述雙向DC-DC變換器為基于全控開關(guān)器件的雙向DC-DC變換器，所述全控開關(guān)器件為絕緣柵雙極型功率管IGBT、集成門極換流晶閘管IGCT及可關(guān)斷晶閘管GTO中的一種。

本實用新型用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器具有下述優(yōu)點：

1、本實用新型包括三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器、雙向DC-DC變換器和儲能裝置，三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子分別與風(fēng)電機組中對應(yīng)相的出線端子相連、另一個出線端子分別與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)中對應(yīng)相的連接端子相連，三相全橋DC-AC變換器各相的直流端口與三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口相連，儲能裝置通過雙向DC-DC變換器和三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，通過控制三相全橋DC-AC變換器的工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落時，即升壓變壓器低壓側(cè)出現(xiàn)電壓跌落時，快速動態(tài)補償升壓變壓器的電壓偏差量，以保證風(fēng)電機組出線端口的電壓穩(wěn)定，從而提高風(fēng)電系統(tǒng)的低電壓穿越能力。

2、本實用新型包括三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器、雙向DC-DC變換器和儲能裝置，三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子分別與風(fēng)電機組中對應(yīng)相的出線端子相連、另一個出線端子分別與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)中對應(yīng)相的連接端子相連，三相全橋DC-AC變換器各相的直流端口與三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口相連，儲能裝置通過雙向DC-DC變換器和三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，通過控制三相半橋DC-AC變換器的工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制三相半橋DC-AC變換器的有功/無功輸出，在電網(wǎng)正常運行時，能夠平滑風(fēng)電的有功功率波動；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，能夠為電網(wǎng)提供一定的無功功率以幫助電網(wǎng)恢復(fù)正常運行。