[实用新型]用于辅助风电机组低电压穿越的补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种电力系统技术领域的装置，具体是一种用于辅助风电机组低电压穿越的补偿装置。

背景技术

根据《国家电网公司风电场接入电网技术规定(修订版)》的要求，当风电场并网点电压在图2所示电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不间断并网运行；只有当并网点电压在电压轮廓线以下时，风电机组才允许从电网切出。而目前我国很多风电机组不具备这样的低电压穿越能力，需要进行改造。改造的方法一般分为两种，一种是从风电机组本身的控制入手，如双馈风电机组(以下称DFIG)的撬棍(以下称Crowbar)电路；另一种则是从外部解除电压跌落对风电机组的影响，如在风电机组并网点并联无功补偿装置SVC、STATCOM(也称SVG)。

对于普遍采用的Crowbar技术，虽然可以保证在电网电压跌落的时候DFIG可以安全运行，但是在此期间，DFIG会从电网中吸收大量无功，不利于电网电压的恢复。当电网比较弱的时候还会造成电压失稳、风电机组解列等情况。

而采用并联式无功补偿的方法的话，需要的无功补偿容量通常需要与并网点短路容量相当；或者需要与上述的Crowbar等技术配合使用。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于辅助风电机组低电压穿越的补偿装置，该装置串联于并网点和风电机组之间，在系统电压出现跌落且在如图2所示轮廓线的上方时，装置可以输出电压来稳定风电机组的机端电压，使得系统电压异常时风电机组仍可以正常运行。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：三相断路器、两个三相刀闸，三个电子旁路模块、三个滤波器、三个逆变器、三个直流单元和三相变压器，其中：三相断路器设置于风电机组侧和系统侧之间，第一至第三电子旁路模块分别与对应的第一至第三滤波器、第一至第三逆变器和第一至第三直流单元级联于风电机组侧的三相输出端与系统侧的三相输入端之间，第一至第三直流单元与三相变压器的副边相连，三相变压器的原边与电源侧相连。

所述的电子旁路模块由门极可关断晶闸管、绝缘栅双极型晶体管或集成门极换向晶闸管中任意一种组成。

所述的滤波器内设有若干电容器和电抗器。

所述的逆变器为单相H桥结构。

所述的逆变器采用门极可关断晶闸管、绝缘栅双极型晶体管或集成门极换向晶闸管。

所述的直流单元内设有单相不控整流桥、限流电阻、若干直流滤波电容、若干制动电阻、续流二极管和可控电子开关。

所述的可控电子开关采用门极可关断晶闸管、绝缘栅双极型晶体管或集成门极换向晶闸管。

所述的三相变压器为ΔY结构且副边三个绕组互相独立。

本实用新型提出的装置可以在系统电压发生跌落的范围在如图2所示的轮廓线的上方时保证风电机组机端电压的正常，使得系统电压异常时风电机组不仅不解列，同时还可以为系统提供一定的无功和有功支持，提高风力发电厂接入电网的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为风电场低电压穿越要求的规定曲线示意图。

图3为采用GTO或者IGCT的电子旁路模块示意图。

图4为采用IGBT的电子旁路模块示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实用新型包括：三相断路器QF1、第一和第二三相刀闸QS1和QS2，第一至第三电子旁路模块BPA、BPB和BPC、第一至第三滤波器FA、FB和FC、第一至第三逆变器INVA、INVB和INVC、第一至第三直流单元DCA、DCB和DCC和三相变压器T1，其中：三相断路器QF1设置于风电机组侧和系统侧之间，第一至第三电子旁路模块BPA、BPB和BPC分别与对应的第一至第三滤波器FA、FB和FC、第一至第三逆变器INVA、INVB和INVC和第一至第三直流单元DCA、DCB和DCC级联于风电机组侧的三相输出端与系统侧的三相输入端之间，第一至第三直流单元DCA、DCB和DCC与三相变压器T1的副边相连，三相变压器T1的原边与电源侧相连。

如图3和图4所示，所述的第一至第三电子旁路模块BPA、BPB、BPC由大功率开关可控的电力电子器件构成，采用GTO或者IGBT或者IGCT中任意一种。

所述的第一至第三滤波器FA、FB、FC内均设有若干电容器和电抗器。