[发明专利]风电场集中故障穿越装置

权利要求书

1.一种风电场集中故障穿越装置，其特征在于：该装置适用于实现由定速异步风电机组构成的风电场故障穿越，使得在电网三相接地故障、两相短路故障、单相接地故障下风电场满足低电压穿越要求；可分别工作在风电场运行模式和机组试验模式下；可采用集装箱布置或集装箱布置结合户外布置的布置形式，其中在机组试验模式下所需设备均安装在集装箱内。

2.如权利要求1所述的风电场集中故障穿越装置，其特征在于：该装置包括暂态电压支撑部分、暂态无功注入部分和功率泄放部分；所述暂态电压支撑部分串联安装在风电场集中并网点和风电场风机集中汇集线之间；所述暂态无功注入部分支路、功率泄放部分支路并联后挂接在风电场风机集中汇集线上。

3.如权利要求1—2中任一所述的风电场集中故障穿越装置，其特征在于：该装置的暂态电压支撑部分主设备包括快速旁路设备Dz、制动电阻组Rz、旁路断路器Dx、总旁路隔离开关Gx、隔离开关G1和G2；

其中，快速旁路设备Dz可选用电力电子开关或快速断路器；制动电阻组Rz可采用单个电阻分多段或多个独立电阻相串联的形式；

旁路断路器Dx用于所述快速旁路设备Dz故障或检修时快速旁路；

总旁路隔离开关Gx用于在风电场集中故障穿越装置运行模式切换过程中确保风电场正常并网；

隔离开关G1和G2用于所述装置运行模式的切换；

在电网侧故障时，通过控制暂态电压支撑部分中快速旁路设备分闸从而投入制动电阻，提升机端电压进而提升风电场电磁暂态转矩。

4.如权利要求3所述的风电场集中故障穿越装置，其特征在于：所述暂态电压支撑部分设备中，快速旁路设备Dz与制动电阻组Rz相并联构成集中并联单元；旁路断路器Dx与由快速旁路设备Dz和制动电阻组Rz相并联构成的集中并联单元相并联，在快速旁路设备Dz故障或检修时快速旁路；快速旁路设备Dz、制动电阻组Rz、旁路断路器Dx在风电场运行模式和机组试验模式下复用。

5.如权利要求1—2中任一所述的风电场集中故障穿越装置，其特征在于：所述暂态无功注入部分用于在电网故障或检测装置模拟故障中配合暂态电压支撑部分补偿机组所需无功，稳定机端电压；

暂态无功注入部分可采用静止无功补偿器SVC或静止无功发生器SVG的结构形式。

6.如权利要求5所述的风电场集中故障穿越装置，当采用静止无功补偿器SVC时，具体的结构实现形式包括相并联的晶闸管控制电抗器TCR与固定电容器FC、晶闸管投切电容 器TSC或固态复合开关投切电容器SSFC；

所述暂态无功注入部分根据需要在风电场运行模式和机组试验模式下进行复用，也可在风电场运行模式和机组试验模式下应用不同的暂态无功注入部分设备。

7.如权利要求1—2中任一所述的风电场集中故障穿越装置，其特征在于：所述功率泄放部分的作用是在故障切除后的电压恢复过程中，泄放风电场或机组的功率和电流，避免造成风电场中机组由于过功率和过电流所导致的保护跳闸；

功率泄放部分的主电路采用快速导通设备Dfr与泄放电阻Rf相串联的形式；

所述快速导通设备Dfr可采用电力电子开关或快速断路器；在风电场模式和机组运行模式下，快速导通设备Dfr与泄放电阻Rf复用。

8.如权利要求1—2中任一所述的风电场集中故障穿越装置，其特征在于：该装置通过部分设备的重构可实现风电场运行模式和机组试验模式的切换，运行模式切换过程风电场不需停电。

9.如权利要求1—2中任一所述的风电场集中故障穿越装置，其特征在于：所述装置在风电场运行模式或机组试验模式下均分为稳态运行状态和暂态运行状态。