[發(fā)明專利]風電并網電壓穿越系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810915958.1
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN108964129A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 原闊;高桂革
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

一種風電并網電壓穿越系統(tǒng)，包括主控制器，以及與主控制器相連接的靜態(tài)無功補償器、變流器、并網節(jié)點電壓檢測裝置和風力發(fā)電機保護裝置。

技術領域

本發(fā)明屬于風力發(fā)電技術領域，特別涉及一種風電并網電壓穿越系統(tǒng)。

背景技術

低電壓穿越(LVRT)，指在風力發(fā)電機并網點電壓跌落的時候，風機能夠保持低電壓穿越并網，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(qū)域)。LVRT是對并網風機在電網出現(xiàn)電壓跌落時仍保持并網的一種特定的運行功能要求。在低電壓穿越時，通常采用靜態(tài)無功補償器，在出現(xiàn)低電壓故障時，會給系統(tǒng)提供無功功率維持并網點電壓穩(wěn)定。但是在系統(tǒng)解決故障之后，系統(tǒng)電壓恢復正常，靜態(tài)無功補償器如果還在給系統(tǒng)提供無功功率，這會使并網點電壓大幅度上升，造成高電壓脫網的現(xiàn)象。

另一方面，現(xiàn)有的風電場，在高電壓穿越時通過變流器向電網提供無功電流，并應用硬件方式保護電機和直流側電路。但是在電網出現(xiàn)高電壓故障時，電壓幅值變化小，電壓突變引起的電磁暫態(tài)能量不能觸發(fā)硬件裝置動作，難以實現(xiàn)風電場的高電壓穿越。

專利文獻CN107579540A，針對目前實際工程中HVAC并網的海上風電場在低電壓穿越和高電壓穿越過程中無法充分發(fā)揮場內機組無功調節(jié)能力以及協(xié)調風電場機組和無功補償裝置進行無功支撐的問題，公開了一種基于HVAC并網的海上風電場綜合故障穿越方法。

專利文獻CN103514281A，公開了一種基于WAMS動態(tài)數(shù)據(jù)的風電場無功調節(jié)能力自動分析系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括實時監(jiān)測模塊、評價考核模塊、安全預警模塊和事故分析模塊。實時監(jiān)測模塊實時監(jiān)視風電設備有功無功變化；用以解決智能電網調度技術支持系統(tǒng)中對于風電場無功調節(jié)運行能力評估問題。

對于低壓穿越和高壓穿越，現(xiàn)有的技術在并網點出現(xiàn)故障電壓時，風電場不能夠準確的處理事故，并且在電網解決故障之后，還會由于無功功率的提供或消耗的不及時停止，造成電網繼續(xù)不正常運行。另外在直流側沒有加入保護電路，在電網故障時，為了保持磁鏈不變，定子側和轉子側的電流會迅速增加，影響直流側的電流增加，有可能損壞電路部件。

發(fā)明內容

為了解決在出現(xiàn)電網故障時風電場可能會脫網運行的情況，本發(fā)明提供一種風電并網電壓穿越系統(tǒng)，使并網點在出現(xiàn)故障電壓時，風電場不脫網運行，并且積極配合電網，穩(wěn)定電網電壓，解決故障。

本發(fā)明實施例之一，一種風電并網電壓穿越系統(tǒng)，包括主控制器，以及與主控制器相連接的靜態(tài)無功補償器、變流器、并網節(jié)點電壓檢測裝置和風力發(fā)電機保護裝置，主控制器的控制步驟包括：

通過并網節(jié)點電壓檢測裝置檢測并網點的電網電壓，判斷出并網點的電網電壓等級，如果并網點電壓是故障異常低電壓，啟動低電壓穿越的控制步驟，如果并網點電壓是故障異常高電壓，啟動高電壓穿越的控制步驟；

在低電壓穿越控制步驟中，主控制器根據(jù)不同的并網點的電網電壓等級設置穿越曲線，通過變流器向電網提供動態(tài)無功功率，提高并網點的電壓，同時，啟動風力發(fā)電機保護裝置，防止風力發(fā)電機因過電流而損壞，當主控制器檢測到并網點的電網電壓恢復正常時，變流器恢復正常工作，關閉風力發(fā)電機保護裝置，風力發(fā)電機正常工作；

在高電壓穿越控制步驟中，主控制器根據(jù)不同的并網點的電網電壓等級設置穿越曲線，通過變流器和靜態(tài)無功補償器向電網提供無功電流，來提高電網的無功消耗，同時，啟動風力發(fā)電機保護裝置，防止風力發(fā)電機由于過電流而引起損壞，當主控制器檢測到并網點的電網電壓恢復正常時，變流器正常工作，關閉靜態(tài)無功補償器，關閉風力發(fā)電機保護裝置，風力發(fā)電機正常工作。