[發明專利]一種適應孤島系統的風電機組高電壓穿越輔助裝置及方法

在審

• 申請號: 201710505782.8
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107221956A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 李文鋒;李瑩;李勝男;王官宏;陶向宇;何鳳軍;韓志勇;魏巍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18
• 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

1.一種適應孤島系統的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所述輔助裝置并聯在風電場的風電機組側，包括控制器、至少兩個投切器、以及與每個投切器對應串聯的電抗器；

所述控制器用于實時監測風電機組的并網點電壓，當并網點電壓升高至電壓閾值時，根據并網點所需補償的感性無功功率選擇投切器投切電抗器，使并網點電壓恢復至正常電壓范圍。

2.如權利要求1所述的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所述至少兩個投切器依次串聯，每個投切器控制一個電抗器，所述電抗器的容量按幾何數配置。

3.如權利要求2所述的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所述幾何數為2ⁿ個單位。

4.如權利要求1所述的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所述控制器包括：

輸入輸出接口，用于采集并網點的三相電壓和三相電流信號；

數字信號處理器，用于實時監測并網點的三相電壓，當需要投切電抗器時，并用于驅動相應的投切器投切電抗器；和

通訊模塊，用于與外部控制器或集中監控系統通訊。

5.如權利要求4所述的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所述投切器用于接受控制器的投切信號，驅動晶閘管的通斷控制電抗器組的投切。

6.如權利要求5所述的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所述投切器包括：

可編程邏輯電路，用于接收控制器的投切信號，并向驅動電路發出投切指令；

驅動電路，用于根據可編程邏輯電路的投切指令，驅動晶閘管的通斷；

晶閘管，用于根據晶閘管的通斷，控制電抗器組的投切。

7.如權利要求4所述的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所述數字信號處理器采用具有無功控制模塊和異常保護模塊的FPGA控制器實現；所述通訊模塊采用PLC、Modbus、TCP/IP協議實現快速通訊，通訊延時小于0.2s。

8.如權利要求1所述的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所述電壓閾值為額定電壓的1.1～1.3倍；所述正常電壓范圍為小于額定電壓的1.1倍。

9.如權利要求1所述的風電機組高電壓穿越輔助裝置，其特征在于，所需補償的感性無功功率為0.3～0.7倍風電場風機容量的電抗。

10.一種適應孤島系統的風電機組高電壓穿越輔助裝置的實現方法，其特征在于：

實時監測并網點電壓；

當并網點電壓升高至電壓閾值時，根據所需補償的感性無功功率控制投切器投切相應的電抗器組；

當并網點電壓恢復至正常電壓范圍時，控制投切器投切電抗器組退出。

11.如權利要求10所述的實現方法，其特征在于，所述電壓閾值為額定電壓的1.1～1.3倍；所述正常電壓范圍為小于額定電壓的1.1倍。

12.如權利要求10所述的實現方法，其特征在于，所需補償的感性無功功率為0.3～0.7倍風電場風機容量的電抗。