[發(fā)明專利]一種新能源電網(wǎng)穩(wěn)定性提高方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910380044.4
• 申請(qǐng)日: 2019-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110165684B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡斌;黨彬;陳上吉;付冬;王振華;劉偉;苗桂喜;王靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司安陽(yáng)供電公司
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28;H02J3/16;H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 鄭州圖釘專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41164
• 代理人: 孔艷陽(yáng)

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，且公開(kāi)了一種新能源電網(wǎng)穩(wěn)定性提高方法，包括新能源機(jī)組、同步電動(dòng)機(jī)、同步發(fā)電機(jī)，所述新能源機(jī)組與同步電動(dòng)機(jī)、同步發(fā)電機(jī)串聯(lián)并網(wǎng)于配電網(wǎng)系統(tǒng)，所述同步發(fā)電機(jī)的輸出端串聯(lián)一組整流器，所述整流器的輸出端串聯(lián)有超導(dǎo)儲(chǔ)能器，所述整流器用于將同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電存儲(chǔ)與超導(dǎo)儲(chǔ)能器內(nèi)，所述超導(dǎo)儲(chǔ)能器的輸出端串接于所述同步電動(dòng)機(jī)的兩端。本發(fā)明通過(guò)在同步發(fā)電機(jī)輸出端增設(shè)并聯(lián)的超導(dǎo)儲(chǔ)能器，在新能源機(jī)組電壓跌落時(shí)，及時(shí)由超導(dǎo)儲(chǔ)能器補(bǔ)償同步電動(dòng)機(jī)輸出電壓，以保障同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，向配電網(wǎng)提供無(wú)功功率，保持新能源機(jī)組不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種新能源電網(wǎng)穩(wěn)定性提高方法。

背景技術(shù)

隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入推進(jìn)，全球都在尋找新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石化能源，目前，風(fēng)能與太陽(yáng)能發(fā)展最快，風(fēng)電機(jī)組與分布式光伏發(fā)電的總裝機(jī)容量不斷增加。隨著風(fēng)電機(jī)組與光伏發(fā)電站并入電網(wǎng)系統(tǒng)的滲透率不斷提高，其給電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響越來(lái)越大。

風(fēng)電機(jī)組、光伏電站的出力主要由風(fēng)速、光照強(qiáng)度的大小決定，由于風(fēng)速、光照是隨時(shí)變化的，因此，風(fēng)電機(jī)組和光伏電站的出力也是隨之波動(dòng)的，在其并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，其不穩(wěn)定性也將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓、電流和頻率的波動(dòng)，影響電能質(zhì)量，對(duì)該區(qū)域電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生潛在的威脅。

這里對(duì)于電網(wǎng)波動(dòng)影響，需要說(shuō)明無(wú)功功率，所謂無(wú)功功率即為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率，所謂的無(wú)功并不是無(wú)用的電功率，而是它的功率并不用于轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能。相對(duì)的，有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率。在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時(shí)還需要從電源取得無(wú)功功率，如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，那么這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

因此，合理調(diào)整電網(wǎng)中的有功功率和無(wú)功功率配比供給，可很好的保證電網(wǎng)穩(wěn)定性運(yùn)行，中國(guó)專利號(hào)CN105958543B提出一種提升新能源并網(wǎng)穩(wěn)定性的控制、實(shí)驗(yàn)和仿真方法，其中，對(duì)于新能源并網(wǎng)穩(wěn)定性的控制，該申請(qǐng)指出，通過(guò)將新能源-電動(dòng)機(jī)-同步發(fā)電機(jī)-電網(wǎng)組成電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)，由電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸同軸剛性連接，使得兩個(gè)電機(jī)功角同步變化，通過(guò)采集裝置測(cè)得三相電壓電流，計(jì)算電機(jī)功率，進(jìn)而計(jì)算兩臺(tái)電機(jī)的功角，通過(guò)相位控制算法來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)制波幅值和相位，最終通過(guò)空間矢量調(diào)制控制電動(dòng)機(jī)電機(jī)傳輸?shù)挠泄Γ行嵘邼B透新能源電網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)慣性，增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性。

但是，該法未充分考慮風(fēng)電或光伏的不穩(wěn)定因素的影響，新能源產(chǎn)生的不穩(wěn)定電壓或因電網(wǎng)發(fā)生三相短路故障、兩相短路故障、單相接地短路故障而引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落，可能使得電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)運(yùn)行，即降低了風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力，風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)，同樣也使風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主遭受電量損失。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)中提出的現(xiàn)有新能源電網(wǎng)配電穩(wěn)定性存在的不足，本發(fā)明提供了一種新能源電網(wǎng)穩(wěn)定性提高方法，具備新能源機(jī)組接入配電網(wǎng)的穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，解決了上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種新能源電網(wǎng)穩(wěn)定性提高方法，包括新能源機(jī)組、同步電動(dòng)機(jī)、同步發(fā)電機(jī)，所述新能源機(jī)組與同步電動(dòng)機(jī)、同步發(fā)電機(jī)串聯(lián)并網(wǎng)于配電網(wǎng)系統(tǒng)，所述同步發(fā)電機(jī)的輸出端串聯(lián)一組整流器，所述整流器的輸出端串聯(lián)有超導(dǎo)儲(chǔ)能器，所述整流器用于將同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電存儲(chǔ)與超導(dǎo)儲(chǔ)能器內(nèi)，所述超導(dǎo)儲(chǔ)能器的輸出端串接于所述同步電動(dòng)機(jī)的兩端。

優(yōu)選的，所述超導(dǎo)儲(chǔ)能器與同步電動(dòng)機(jī)之間串接一組閾值檢測(cè)控制開(kāi)關(guān)，所述閾值檢測(cè)控制開(kāi)關(guān)用于控制新能源機(jī)組端電壓在閾值范圍外導(dǎo)通超導(dǎo)儲(chǔ)能器輸電，否則關(guān)閉超導(dǎo)儲(chǔ)能器輸電。

進(jìn)一步的，所述閾值檢測(cè)控制開(kāi)關(guān)包括邏輯判斷模塊和一組導(dǎo)線并聯(lián)單向二極管，所述導(dǎo)線與單向二極管并聯(lián)后串接于超導(dǎo)儲(chǔ)能器與同步電動(dòng)機(jī)之間。