[发明专利]在干线供电电压暂降期间注入无功电流的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种当出现网路电压暂降时向连接有一个或多个发电机的网络上注入无功功率的方法和装置，尤其用于在风力发电厂的应用。

背景技术

在风力涡轮机等发电机的电厂输出处的电网连接上，可能出现“电压暂降”，电压暂降包括由网络上的故障导致的电压突然下降，其导致电压暂降区或恒定降低，以及当导致暂降的故障解除时电压升高的上升区，二者都具有依赖于所出现的电压暂降确定的持续时间。由于网络的技术要求，在电压暂降期间需要机器所需的时变无功功率注入，以重建电压并减小所述暂降的影响。

在此情况下，电网行业协会定义了在电压暂降期间应该向网络上注入的无功功率值的曲线。这些曲线根据检测到的暂降深度给出无功功率值。

在该技术中存在已知的装置，利用该装置以可在几分或几秒的时间范围内改变的可变设置持续注入无功功率。

然而，利用这种装置不能使要注入的无功功率在非常短的时间段内适于可变的网络电压。另外，这种已知装置被设计为具有限于其额定容量的两倍或三倍的过载容量，这使得其大功率的应用在经济上不切实际。

本发明目的在于为该问题提供一种解决方案。

发明内容

本发明的第一方面提出一种当出现电压暂降时向连接有一个或多个发电机的网络上注入无功功率的方法，该方法包括以下步骤：

-持续监视网络电压的幅度和相位；

-当检测到单相、两相或三相电压暂降时，在电压暂降持续期间以与其幅度成比例地可变方式向网络上的单相或多相注入无功功率，吸收必要的有功功率。

该方法使能在检测到非常短的时间间隔内的网络电压变化时注入行业协会所要求的功率，并且即使在非常短的时间范围内也可以改变所注入的无功功率的幅度。

其次，本发明提出一种用于对中压网络执行上述方法的装置，该装置包括以下主要组件：

-中压开关；

-低压/中压变压器(LV/MV)；

-dc/ac逆变器；

-用于能量存储和装置稳定性的电容器；

-用于检测MV网络上的电压暂降的电路；

-上述元件组的控制电路，其包括用于检测MV网络上电压暂降的电路，当它检测到网络电压值低于设定的阈值时，启动本发明的装置，以根据由上述曲线表示的技术要求在已出现电压暂降的短暂持续时间注入平衡网络电压所需的瞬时无功功率。

在以下详细说明及附图中，本发明的其它特征和优点可明显看出。

附图说明

图1示出构成根据本发明的装置的组件的框图。

图2示出在电压暂降的短暂期间必须注入到电网上的无功功率的曲线图。

具体实施方式

在优选实施例中，根据本发明的用于风力发电厂的装置包括以下元件：

a)中压开关1，用于将所述装置连接到从发电厂的输出12到网络连接14的中压电路；

b)每一相的LV/MV变压器2，其LV侧连接到dc/ac逆变器3，其MV侧连接到开关1；

c)每一相的优选具有IGBT或IGCT半导体的dc/ac逆变器3，其dc侧连接到电容器4，其ac侧连接到变压器2的LV初级线圈；

d)dc电容器4，其连接到逆变器3的dc侧的电源电路；

e)上述单元组的控制电路20，其连接到与各单元相关的控制10、12、13，并包括以下元件：

-MV电压传感器或电压变压器；

-LV功率传感器、霍耳效应变压器等；

-dc电压传感器、电压变压器或霍耳效应变压器等；

-具有DSP的电压暂降检测电路10，其检测低于根据本发明的装置的设定阈值的电压值；

-用于计算要注入的瞬时无功功率的装置、DSP或微处理器；

-用于计算要吸收的瞬时有功功率的装置；

-要注入的瞬时无功功率的滞环发生器；

-比较电路，用于比较有功功率电路读数和滞环预置值；

-用于为自动切换功率半导体而产生开、关脉冲的电路；

-在上述电路和半导体的触发电路之间的光纤耦合电路；

-不同功率级的控制和操纵电路。

当不需要每一相都注入时，代替上述单相组件，所述装置可以包括三相组件，其操作与下述类似。

当MV网络14上出现电压暂降时，其特征是包括电压突然下降区、恒定深度的暂降区以及当造成暂降的故障解除后的电压升高的上升区。