[發(fā)明專利]一種雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越控制系統(tǒng)及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011242072.9
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112234652A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬宏怡;劉孟軍;隋樹波;呂建波;楊亮;劉鵬程;何兆蘭;王軍;劉牧;王健壯;王獻(xiàn)文;焦沖;郭辰;劉鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 華能山東發(fā)電有限公司牟平風(fēng)電分公司;華能煙臺風(fēng)力發(fā)電有限公司;華能清能通榆電力有限公司;中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J9/06;H02H7/26;H02P9/00;H02P9/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開了一種雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越控制系統(tǒng)及其工作方法，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與變流器的機(jī)側(cè)之間連接有Crowbar電路，卸荷電路設(shè)在變流器機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)之間的直流母線上；變流器、Crowbar電路和卸荷電路分別與變流器控制器連接，變流器控制器連接至雙饋風(fēng)電機(jī)組的主控系統(tǒng)。通過變流器、變流器控制器、Crowbar電路和卸荷電路，在雙饋風(fēng)電機(jī)組發(fā)生高電壓穿越時(shí)能夠解決電壓升高暫態(tài)過程中的出現(xiàn)的過電壓、過電流和直流母線電壓升高等問題，從而實(shí)現(xiàn)高電壓穿越期間機(jī)組安全穩(wěn)定不脫網(wǎng)，保證風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行發(fā)電。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，容易構(gòu)建，對硬件要求低，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越控制系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)電裝機(jī)容量逐年增加，風(fēng)能自身的隨機(jī)性、波動(dòng)性導(dǎo)致電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)壓、調(diào)頻以及電能質(zhì)量方面面臨巨大的挑戰(zhàn)，對電網(wǎng)安全運(yùn)行提出更高的要求。根據(jù)電網(wǎng)公司的電網(wǎng)事故的統(tǒng)計(jì)情況，電網(wǎng)由于某種原因?qū)е码妷撼霈F(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，將引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)大面積脫網(wǎng)運(yùn)行。在風(fēng)電場電網(wǎng)低電壓故障的故障恢復(fù)階段，由于風(fēng)電機(jī)組無功補(bǔ)償沒有及時(shí)退出，可能引起并網(wǎng)接入高壓線路的過電壓，從而引起電網(wǎng)先低電壓后高電壓的連鎖故障。

根據(jù)最新故障電壓測試規(guī)程，并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高至130％時(shí)要求風(fēng)電機(jī)組保持不脫網(wǎng)運(yùn)行500ms的能力；并網(wǎng)點(diǎn)電壓升至125％時(shí)保持不脫網(wǎng)運(yùn)行1000ms的能力；并網(wǎng)點(diǎn)電壓升至120％時(shí)保持不脫網(wǎng)運(yùn)行1000ms的能力；并網(wǎng)點(diǎn)電壓升至110％時(shí)保持不脫網(wǎng)運(yùn)行的能力。

目前風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越能力雖然沒有作為電網(wǎng)強(qiáng)制要求，但為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，風(fēng)電場的高電壓穿越能力將逐步成為電網(wǎng)必然要求。因此，開展風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越能力的研究與實(shí)現(xiàn)對完善國內(nèi)并網(wǎng)規(guī)則具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越控制系統(tǒng)及其工作方法，能夠確保高電壓穿越期間機(jī)組安全穩(wěn)定不脫網(wǎng)，保證風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行發(fā)電。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明公開了一種雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越控制方法，包括變流器、變流器控制器、Crowbar電路和卸荷電路；雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與變流器的機(jī)側(cè)連接，變流器的網(wǎng)側(cè)通過濾波器與變壓器連接；雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與變流器的機(jī)側(cè)之間連接有Crowbar電路，卸荷電路設(shè)在變流器機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)之間的直流母線上；變流器、Crowbar電路和卸荷電路分別與變流器控制器連接，變流器控制器連接至雙饋風(fēng)電機(jī)組的主控系統(tǒng)。

優(yōu)選地，Crowbar電路包括3個(gè)Crowbar電阻、可變電阻、三相整流橋、Crow電容和開關(guān)管；3個(gè)Crowbar電阻的一側(cè)分別與雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子三相引出線連接，另一側(cè)與三相整流橋中的二極管橋臂中點(diǎn)連接；可變電阻與開關(guān)管連接；三相整流橋與Crow電容連接。

優(yōu)選地，雙饋風(fēng)電機(jī)組中電氣設(shè)備的耐受電壓為額定電壓的1.3倍。

優(yōu)選地，還包括電網(wǎng)切出接觸器，電網(wǎng)切出接觸器分別與雙饋風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)和主控系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步優(yōu)選地，變槳系統(tǒng)分別與雙饋風(fēng)電機(jī)組的UPS和后備電源連接。

優(yōu)選地，電網(wǎng)與雙饋風(fēng)電機(jī)組的變壓器之間設(shè)有用于檢測系統(tǒng)性能的故障發(fā)生裝置。

上述雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越控制系統(tǒng)的工作方法，包括：

電網(wǎng)電壓處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，變流器接收變流器控制器下發(fā)的指令并執(zhí)行；當(dāng)變流器處于并網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)時(shí)，變流器控制器根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)參數(shù)，控制變流器發(fā)出的總功率；

電網(wǎng)電壓驟升時(shí)，變流器控制器監(jiān)測直流母線電壓和變流器機(jī)側(cè)電流：