[實用新型]一種用于海上風電場暫態過電壓研究的試驗系統

有效

• 申請號: 201720416073.8
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN207301188U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 唐文虎;周文婷;辛妍麗;黃晶晶;周九江
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G05B17/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本實用新型涉及海上風電場暫態過電壓研究的試驗技術領域，尤其是指一種用于海上風電場暫態過電壓研究的試驗系統。

背景技術

隨著中國經濟的發展，沿海經濟發達地區需電量日益增大。為滿足沿海地區發展需求，同時充分利用我國豐富的海上風電資源，海上風力發電技術的發展是我國電力系統正在研究的一大熱點。

海上風電場拓撲結構網絡不同于陸上風電場。由于海上風電場距離海岸遠、輸電距離長且設備維修難度大，因此絕緣層厚、距離長、容性充電功率較大的海底電纜廣泛應用于海上風電場。此外，真空斷路器是海上風電場常用的投切設備，具有滅弧能力強、可靠性高、使用壽命長、無火災危害、適合頻繁操作等優點。由于海底電纜波阻抗小且容性大，因此海上風電場中真空斷路器切投過程會引起系統出現幅值高的過電壓。近年來，因過電壓引起的設備損壞事故頻發，而海上風電場維修難度大，危害電網供電與運行安全，所以對海上風電場內部過電壓的研究至關重要。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種準確、可靠的用于海上風電場暫態過電壓研究的試驗系統，可用于多種不同工況的海上風電場暫態過電壓試驗。

為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案為：一種用于海上風電場暫態過電壓研究的試驗系統，包括有風力發電部分、輸電部分、配電部分、保護部分及測量部分，其中，所述風力發電部分包括通過電纜依次相連的雙饋異步發電機、風力發電模擬試驗平臺、機端變壓器；所述輸電部分使用真空斷路器，并通過海底電纜及三芯戶外電纜終端分別與風力發電部分及配電部分連接；所述配電部分使用三相電源替代配電網及用電設備，并采用升壓變壓器隔離后接入試驗系統，同時使用串聯電抗器限制系統電流；所述保護部分為避雷器，安裝于升壓變壓器及機端變壓器高壓側，并通過三相電纜連接變壓器，用于抑制系統中過電壓，以保護變壓器的絕緣安全及系統運行安全；所述測量部分使用阻容分壓器及電流互感器實時采集監測點電壓及電流，并通過同軸電纜傳輸至示波器，用于后期分析。

所述風力發電模擬試驗平臺由發電機變頻器、風力發電控制箱和主控制柜三部分組成，所述發電機變頻器與主控制柜通過三相電纜連接雙饋異步發電機，所述雙饋異步發電機后通過三相電纜連接機端變壓器，所述風力發電部分產生的電能通過海底電纜傳入輸電部分；所述發電機變頻器與風力發電機控制箱之間通過AD信號、數字輸入輸出量、PWM輸出進行通信與控制。

所述機端變壓器上的避雷器殘壓需大于過電壓峰值。

所述測量部分的阻容分壓器及電流互感器通過同軸電纜連接示波器，且外殼均需接地；所述示波器通過電線連接有隔離變壓器，經隔離變壓器隔離后接入電源。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

1、本系統采用風力發電模擬試驗平臺控制雙饋異步發電機處于微風、中風、強風和陣風四種工作狀態以及根據自定義風速曲線運行狀態，從而研究不同工況下海上風電場內部暫態過電壓情況。

2、本系統使用海上風電場常用電氣設備，其中使用的海底電纜較現有試驗所用電纜長，能準確地研究實際離海岸遠、輸電距離長的海上風電場的暫態過電壓，驗證海上風電場模型。

附圖說明

圖1為本實用新型所述海上風電場暫態過電壓研究試驗系統的結構示意圖。

圖2為本實用新型所述風力發電部分的結構框圖。

圖3為本實用新型所述測量部分的結構框圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。

參見圖1至圖3所示，本實施例所提供的用于海上風電場暫態過電壓研究的試驗系統，包括：