[實用新型]一種風電機組的低壓穿越裝置

有效

• 申請號: 201720545599.6
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN206775143U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 謝鵬;李勐;杜珅
• 申請（專利權）人: 大唐河北新能源（張北）有限責任公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/12;H02J3/16
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司13100
• 代理人: 張杰,李志民

技術領域

本實用新型涉及風力發電機組塔架減振的技術領域，尤其是指一種風電機組的低壓穿越裝置。

背景技術

電壓穿越（LVRT），指在風力發電機并網點電壓跌落的時候，風機能夠保持并網，甚至向電網提供一定的無功功率，支持電網恢復，直到電網恢復正常，從而“穿越”這個低電壓時間(區域)。對于風電裝機容量占其他電源總容量比例大于5%的省（區域）級電網，該電網區域內運行的風電場應具有低電壓穿越能力。于變速恒頻雙饋風力發電機，在電網電壓跌落的情況下，由于與其配套的電力電子變流設備屬于AC/DC/AC型，容易在其轉子側產生峰值涌流，損壞變流設備，導致風力發電機組與電網解列。在以前風力發電機容量較小的時候，為了保護轉子側的勵磁裝置，就采取與電網解列的方式，風力發電的容量都很大，與電網解列后會影響整個電網的穩定性，甚至會產生連鎖故障。在電網電壓跌落情況下，風電機組中的雙饋感應發電機會導致轉子側過流，同時轉子側電流的迅速增加會導致轉子勵磁變流器直流側電壓升高，發電機勵磁變流器的電流以及有功和無功都會產生振蕩。這是因為雙饋感應發電機在電網電壓瞬間跌落的情況下，定子磁鏈不能跟隨定子端電壓突變，從而會產生直流分量，由于積分量的減小，定子磁鏈幾乎不發生變化，而轉子繼續旋轉，會產生較大的滑差，這樣便會引起轉子繞組的過壓、過流。如果電網出現的是不對稱故障的話，會使轉子過壓與過流的現象更加嚴重，因為在定子電壓中含有負序分量，而負序分量可以產生很高的滑差。過流會損壞轉子勵磁變流器，而過壓會使發電機的轉子繞組絕緣擊穿。

目前在實現雙饋風力發電裝置低電壓穿越運行的技術中，大多數風力發電雙饋機組都采用較多的是故障過程中投入轉子保護電路來限制轉子電流，當系統檢測到直流母線電壓超過額定值時，轉子保護電路就會被觸發。在過壓過程中產生的多余的能量由轉子保護電路的電阻消耗掉，由于故障時電機將從電網吸收無功功率且電機電磁轉矩波動劇烈，因此發電裝置將對電網和風機傳動軸系產生不利沖擊，并且會造成能量浪費，同時多余的能量會產生大量的熱，這對機組的正常工作也會帶來不利影響。因此，所述轉子保護電路是對風電機組的終極保護，其一旦被觸發，就會對電網造成很大影響。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種降低電網波動、減少能源浪費的風電機組的低壓穿越裝置。

為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案如下：

一種風電機組的低壓穿越裝置，包括分別串聯在風電機組三相線上的三組動態電壓補償器；

所述動態電壓補償器包括串聯在風電機組輸電線路上的串聯變壓器、連接在串聯變壓器輸出端上的整流濾波電路、連接在整流濾波電路輸出端的調壓穩壓電路以及連接在調壓穩壓電路上可反復充放電的超級電容；

所述調壓穩壓電路包括采樣整流濾波電路輸出電壓的采樣電路、與采樣電路的電壓進行比較的基準電壓以及連接在采樣電路與基準電壓比較值輸出端與整流濾波電路輸入端之間的放大電路。

作為本實用新型的進一步改進，所述超級電容上電連接有讀取超級電容狀態及發出控制指令的中央控制柜。

作為本實用新型的進一步改進，所述中央控制柜采用電腦芯片進行操控，所述電腦芯片選用中國臺灣宏晶所生產的型號STC12C5A32S2的電腦芯片。

本發明產生的技術效果如下：

本實用新型風電機組三相線上的三組動態電壓補償器之間互相獨立，不互相耦合，當電網電壓小范圍波動時，三相電壓補償器對風力發電機兩端電壓進行動態補償，降低了電網正常輸電時的波動；當電網發生短路故障時，超級電容進行放電，向電網提供一定的無功功率，支持電網恢復，提高了風力發電機的低壓穿越特性，超級電容儲存的能量為風電機組本身補償和溢出的能量，有效的利用了這部分能量，避免直接電阻消耗而造成的能量浪費；風電機組輸電線路上的電壓是動態變化的，若直接連接超級電容，其電壓變化會直接損壞電容器，因此本實用新型設置了整流濾波電路和調壓穩壓電路，整流濾波電路將串聯變壓器降壓后的電流整流、濾波為穩定的直流電，調壓穩壓電路進行電壓調節，實現穩壓作用的控制部分。通過采樣電路獲得輸出電壓，將此輸出電壓和基準電壓進行比較。如果輸出電壓小于基準電壓，則將誤差值經過放大電路放大后送入整流濾波的輸入端，通過整流濾波調節使輸出電壓增加，直到和基準值相等；如果輸出電壓大于基準電壓，則通過整流濾波使輸出減小。

附圖說明

附圖1為本實用新型的連接示意圖；

附圖2為本實用新型的流程示意圖。

具體實施方式