一種提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越特性的系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例公開了一種提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越特性的系統(tǒng)及方法，包括：三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器、飽和鐵芯型電抗器、直流儲(chǔ)能裝置，其中：所述三相電壓補(bǔ)償器包括三組逆變電壓線路，且所述逆變電壓線路之間互相獨(dú)立、不互相耦合；所述逆變電壓線路的輸入端與所述直流儲(chǔ)能裝置電連接，所述逆變電壓電路的輸出端分別與所述飽和鐵芯型電抗器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)電連接；所述直流儲(chǔ)能裝置與所述飽和鐵芯型電抗器電連接，所述飽和鐵芯型電抗器連接到電網(wǎng)。當(dāng)電網(wǎng)電壓小范圍波動(dòng)時(shí)，所述三相電壓補(bǔ)償器對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩端電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，所述飽和鐵芯呈最大阻抗，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低壓穿越特性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及電力
，特別是涉及。
技術(shù)介紹
近年來并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)目不斷增加，發(fā)電容量在發(fā)電系統(tǒng)中所占比例也越來越大，一旦風(fēng)力發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，對(duì)電網(wǎng)的影響愈發(fā)顯著。用于風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電機(jī)有很多種，其中雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是最常用的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)之一。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定子側(cè)與電網(wǎng)直接相連的結(jié)構(gòu)特性決定了其對(duì)電網(wǎng)擾動(dòng)尤其是電網(wǎng)電壓波動(dòng)異常敏感。當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，雙饋機(jī)組轉(zhuǎn)子回路會(huì)產(chǎn)生過電壓、過電流，不對(duì)稱故障會(huì)使過電壓、過電流現(xiàn)象更加嚴(yán)重，過電流會(huì)損害變流器，而過電壓會(huì)損壞發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組，目前在實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越運(yùn)行的技術(shù)中，應(yīng)用較多的是故障過程中投入轉(zhuǎn)子保護(hù)電路來限制轉(zhuǎn)子電流，但由于故障時(shí)電機(jī)將從電網(wǎng)吸收無功功率且電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)劇烈，因此發(fā)電系統(tǒng)將對(duì)電網(wǎng)和風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸系產(chǎn)生不利沖擊。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例中提供了，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的電網(wǎng)電壓波動(dòng)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越能力差的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案:—種提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越特性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器、飽和鐵芯型電抗器、直流儲(chǔ)能裝置，其中:所述三相電壓補(bǔ)償器包括三組逆變電壓線路，且所述逆變電壓線路之間互相獨(dú)立、不互相耦合；所述逆變電壓線路的輸入端與所述直流儲(chǔ)能裝置電連接，所述逆變電壓電路的輸出端分別與所述飽和鐵芯型電抗器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)電連接；所述直流儲(chǔ)能裝置與所述飽和鐵芯型電抗器電連接，所述飽和鐵芯型電抗器連接到電網(wǎng)。優(yōu)選地，所述逆變電路包括串聯(lián)變壓器、絕緣柵雙極晶體管和LC濾波器，其中:所述LC濾波器分別與所述串聯(lián)變壓器、所述絕緣柵雙極晶體管均電連接；靠近所述直流儲(chǔ)能裝置的所述絕緣柵雙極晶體管與所述直流儲(chǔ)能裝置電連接；所述串聯(lián)變壓器的輸出端與所述飽和鐵芯型電抗器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)均電連接。優(yōu)選地，所述飽和鐵芯型電抗器包括一對(duì)鐵芯，每個(gè)鐵芯上均設(shè)置有一個(gè)交流繞線組和直流繞線組，其中一個(gè)鐵芯的交流繞線組和直流繞線組產(chǎn)生的磁場(chǎng)是同向的，另一個(gè)鐵芯的交流繞線組和直流繞線組產(chǎn)生的磁場(chǎng)是反向的。優(yōu)選地，所述直流儲(chǔ)能裝置包括蓄電池組或外接電源整流儲(chǔ)存設(shè)備。優(yōu)選地，所述串聯(lián)變壓器、絕緣柵雙極晶體管和LC濾波器均包括多組，且每組所述串聯(lián)變壓器、絕緣柵雙極晶體管和LC濾波器均相互獨(dú)立。—種提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越特性的方法，所述方法包括:實(shí)時(shí)獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)端的電流和電壓；根據(jù)獲取的電流和電壓發(fā)出不同的控制指令；接收所述控制指令； 控制所述三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器或飽和鐵芯型電抗器對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行電壓補(bǔ)償。優(yōu)選地，所述根據(jù)獲取的電流和電壓發(fā)出不同的控制指令，包括:將獲取的電流與標(biāo)準(zhǔn)電流比較，且將獲取的電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行判斷；根據(jù)判斷的結(jié)果分別發(fā)出不同的控制指令。優(yōu)選地，所述根據(jù)判斷的結(jié)果分別發(fā)出不同的控制指令，包括:如果所述電流超過標(biāo)準(zhǔn)電壓，判斷是否為短路故障，如果是，發(fā)出飽和鐵芯型電抗器啟動(dòng)指令；如果所述電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓存在差異，發(fā)出啟動(dòng)三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器指令。優(yōu)選地，控制三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器或飽和鐵芯型電抗器對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行電壓補(bǔ)償，包括:如果所述控制指令為飽和鐵芯型電抗器啟動(dòng)指令，則控制飽和鐵芯型電抗器啟動(dòng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行電壓補(bǔ)償；如果所述控制指令為啟動(dòng)三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器指令，則控制三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行電壓補(bǔ)償。由以上技術(shù)方案可見，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的，包括:三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器、飽和鐵芯型電抗器、直流儲(chǔ)能裝置，其中:所述三相電壓補(bǔ)償器包括三組逆變電壓線路，且所述逆變電壓線路之間互相獨(dú)立、不互相耦合；所述逆變電壓線路的輸入端與所述直流儲(chǔ)能裝置電連接，所述逆變電壓電路的輸出端分別與所述飽和鐵芯型電抗器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)電連接；所述直流儲(chǔ)能裝置與所述飽和鐵芯型電抗器電連接，所述飽和鐵芯型電抗器連接到電網(wǎng)。當(dāng)電網(wǎng)電壓小范圍波動(dòng)時(shí)，所述三相電壓補(bǔ)償器對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩端電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，所述飽和鐵芯呈最大阻抗，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低壓穿越特性。【附圖說明】為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越特性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種飽和鐵芯型電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越特性的方法流程示意圖。圖1-4中，符號(hào)表示為:1_三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器，2-飽和鐵芯型電抗器，3-直流儲(chǔ)能裝置，4-風(fēng)力發(fā)電機(jī)，5-電網(wǎng)，6-串聯(lián)變壓器，7-LC濾波器，8-絕緣柵雙極晶體管，9-鐵芯，10-交流繞線組，11-直流繞線組。【具體實(shí)施方式】為了使本
的人員更好地理解本專利技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。參見圖1，為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越特性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，所述系統(tǒng)包括三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器1、飽和鐵芯型電抗器2、直流儲(chǔ)能裝置3，其中:所述三相電壓補(bǔ)償器1包括三組逆變電壓線路，且所述逆變電壓線路之間互相獨(dú)立，不互相耦合；述逆變電壓電路的輸入端與所述直流儲(chǔ)能裝置3電連接，所述逆變電壓電路的輸出端分別與所述飽和鐵芯型電抗器2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)4電連接；所述直流儲(chǔ)能裝置3與所述飽和鐵芯型電抗器2電連接，所述飽和鐵芯型電抗器2還用于連接到電網(wǎng)5。如圖2所示，所述三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器逆變電壓電路包括串聯(lián)變壓器6、LC濾波器7和絕緣柵雙極晶體管8，其中:所述LC濾波器7分別與所述串聯(lián)變壓器6、所述絕緣柵雙極晶體管8電連接，靠近所述直流儲(chǔ)能裝置3的所述絕緣柵雙極晶體管8與所述直流儲(chǔ)能裝置3電連接，所述串聯(lián)變壓器6的輸出端與所述飽和鐵芯型電抗器2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)4電連接，所述串聯(lián)變壓器6、LC濾波器7和絕緣柵雙極晶體管8均包括多組，且每組所述串聯(lián)變壓器6、LC濾波器7和絕緣柵雙極晶體管8均是相互獨(dú)立的。逆變電壓電路采用由絕緣柵雙極晶體管8構(gòu)成的三單相Η橋逆變器，通過LC型濾波器7接入電網(wǎng)以穩(wěn)定電壓。其中三相全橋結(jié)構(gòu)的三相輸出電壓相互關(guān)聯(lián)，需要統(tǒng)一控制，且無法輸出零序電壓，此結(jié)構(gòu)適用于三相三線制系統(tǒng)，而三單相Η橋結(jié)構(gòu)的三相輸出電壓相互獨(dú)立，不互相耦合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零序電壓補(bǔ)償，電路不復(fù)雜，容易滿足獨(dú)立控制。如圖3所示，所述飽和鐵芯型電抗器2包括一對(duì)鐵芯9，每個(gè)鐵芯9上均設(shè)置有一個(gè)直流繞線組10和交流繞線組11，其中一個(gè)鐵芯9的直流繞線組10和交流繞線組11產(chǎn)生的磁場(chǎng)是同向的，另一個(gè)鐵芯9的直流繞線組10和交流繞線組11產(chǎn)生的磁場(chǎng)是反向的。正常情況下，額定的交流電流通過交流線圈所產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)不足以使鐵芯9脫離飽和區(qū)，鐵芯9內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，相應(yīng)的，穿過交流繞線組11的磁通量恒定，交流繞線組11兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，因此，交流繞線本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓穿越特性的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：三相動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器、飽和鐵芯型電抗器、直流儲(chǔ)能裝置，其中：所述三相電壓補(bǔ)償器包括三組逆變電壓線路，且所述逆變電壓線路之間互相獨(dú)立、不互相耦合；所述逆變電壓線路的輸入端與所述直流儲(chǔ)能裝置電連接，所述逆變電壓電路的輸出端分別與所述飽和鐵芯型電抗器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)電連接；所述直流儲(chǔ)能裝置與所述飽和鐵芯型電抗器電連接，所述飽和鐵芯型電抗器連接到電網(wǎng)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭俊臻，李勝男，馬宏升，吳水軍，何廷一，劉明群，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：云南;53