[實用新型]改進的單相橋式故障限流器的低電壓穿越系統

有效

• 申請號: 201720404581.4
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN206727663U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 呂艷玲;楊詩潔
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02H9/04;H02H9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及異步化超高壓同步發電機風力發電系統，具體涉及改進的故障限流器的低電壓穿越系統，屬于風力發電技術領域。

背景技術

異步化超高壓同步發電機(AEHVG)作為新型電機具有異步化同步發電機和超高壓同步發電機兩者的優點，可以應用在變速恒頻的風力發電中，但是其定子直接與電網相連，因而對于電網電壓跌落故障敏感。

另一方面，風力發電的滲透率增加，使得電網對風力發電機組的故障穿越能力提出了更高的要求，傳統的Crowbar電路在發生低電壓故障時，雖然可以有效的抑制轉子過電流過電壓，保護變換器，但是同時也將轉子變換器閉鎖，失去對風力機的勵磁控制，發電機在此過程中異步機運行，消耗大量無功，不利于電壓恢復和故障清除，同時故障期間Crowbar電路也無法保持直流母線電壓恒定。

發明內容

本實用新型的目的是改進單相橋式故障限流器(FCL)，提高異步化超高壓同步發電機風力發電機組的低電壓穿越能力。

本實用新型的技術方案是：改進的單相橋式故障限流器的低電壓穿越系統，包括異步化超高壓同步發電機、改進的單相故障限流器、直流泄荷電路。改進的單相故障限流器位于等效電網和風力發電機并網點之間，直流泄荷電路并于背靠背變換器直流母線正負極之間。

改進的單相故障限流器，包括第一橋臂、第二橋臂和第三橋臂組成的整流橋，以及分段投切電阻旁路。改進的單相故障限流器個數為三個，分別接在風電場并網點a、b、c三相。

第二橋臂由第一電感（L1）、第一電阻（R1）、第二電阻（R2）、第五二極管（D5）、第一功率開關（IGBT1）、緩沖電阻（R_snubber）、緩沖電容（C_snubber）組成，第二橋臂位于整流橋直流輸出端，緩沖電阻（R_snubber）和緩沖電容（C_snubber）組成的RC緩沖電路與第一功率開關（IGTB1）并聯。RC緩沖電路能有效抑制關斷浪涌電壓。

分段投切電阻旁路包括第三電阻（R3）、第四電阻（R4）、第五電阻（R5），所述三個電阻串聯后接在交流輸出端M和N點之間，第三電阻（R3）第四電阻（R4）第五電阻（R5）阻值依次遞減。

所述基于改進后單相橋式故障限流器的低電壓穿越系統包括網側變換器和轉子側變換器，低電壓穿越系統包括直流泄荷電路，所述網側變換器一端連接等效電網，網側變換器另一側與轉子側變換器相連，轉子側變換器另一端連接異步化超高壓同步發電機轉子繞組，直流泄荷電路并聯在背靠背變換器直流母線正負極之間，所述直流泄荷電路包括第四功率開關（IGBT4）、第六電阻（R6）、第五續流二極管（D5）。所述直流泄荷電路能夠保護直流母線電壓不超過安全閾值，直流泄荷電路與改進后單相橋式故障限流器配合，能夠在低電壓穿越的同時不失去對變換器的控制，有利于故障恢復。

附圖說明

圖1，本實用新型的整體結構示意圖；

圖2，本實用新型改進的單相橋式故障限流器的電路原理圖；

圖3，本實用新型的RC緩沖電路原理圖；

圖4，本實用新型的直流泄荷電路原理圖。

具體實施方式

結合附圖說明本實用新型具體實施方式，本實用新型的基于改進后單相橋式故障限流器的低電壓穿越系統，包括異步化超高壓同步發電機和低電壓穿越裝置，低電壓穿越裝置包括改進的單相橋式故障限流器、直流泄荷電路，如圖1所示，所述改進后單相橋式故障限流器設在等效電網與風電場并網點之間，a、b、c三相分別接入一個改進后單相橋式故障限流器。