[发明专利]风电场分布式高电压穿越辅助系统

说明书

技术领域

本发明涉及风电场领域，具体地说，涉及一种风电场分布式高电压穿越辅助系统。 

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，几乎比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，全世界许多国家都建设了大规模的风力发电机组，充分利用风力来发电，开发新能源。数量庞大的风电机组组成的发电网络，但随着风电装机容量的节节攀升和风电场的扩张，并网的难度也越来越大，事故的发生率也在增加。 

高电压穿越，指在风力发电机并网点电压升高到1.1～1.3倍额定电压时，风力发电机能够保持并网运行，直至并网点电压恢复。在历次大规模的风机脱网事故中，多数因为电网扰动发生电压跌落，部分风机脱网，电网扰动消失后电压短时升高，又有部分风机脱网。目前风电机组低电压穿越能力越来越得到重视，相关部门纷纷出台相应标准；各风机厂家和其他科研机构、电气设备制造商也采取相应的技术措施和设备。但高电压穿越目前在该领域没有引起足够的重视，因此也没有相应的技术手段进行解决。因此，上述问题便成为亟待解决的技术问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种风电场分布式高电压穿越辅助系统，以解决目前风电场的风电机组普遍缺乏高电压穿越能力的问题。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风电场分布式高电压穿越辅助系统，其特征在于，该系统由一系列晶闸管投切电抗器装置构成，并联装置安装于风力发电机组和变压器之间，即并联安装在风力发电机组并网点。其晶闸管投切电抗器装置包括：控制器模块、投切器模块及电抗器；其中， 

所述控制器模块与所述的投切器模块连接，用于实时监测并网点的电压，发出控制指令控制所述的投切器投切电抗器，并接收投切器的状态信号。 

其控制器模块包括：输入输出模块、数字信号处理模块及通讯模块；其中， 

所述输入输出模块，与所述数字信号处理模块相连接，用于采集风机并网点的电压、电流信号。 

所述数字信号处理模块，与所述输入输出模块、通讯模块连接，用于实时监控接收所述输入输出模块采集到的所述电压、电流信号； 

所述通讯模块，与所述数字信号处理模块相连接，用于与外部控制器或集中监控系统通讯。 

所述投切器模块，包括：驱动模块、晶闸管及电路保护模块；其中， 

所述驱动模块，接收所述的数字信号处理模块发出的控制指令，根据指令来驱动晶闸管的分合来投切电抗器。 

其控制器模块实时监控并网点的电压，当电压升高至其设定的电压投入定值，并持续其设定的投入时间延时后，向投切器发出投入电抗器信号，由投切内的驱动模块驱动晶闸管闭合来投入电抗器；当并网点电压恢复至退出定值，并持续退出延时后，向投切器发出退出电抗器信号，由投切内的驱动模块驱动晶闸管断开来退出电抗器。 

一种风电场分布式高电压穿越辅助系统，其特征在于，晶闸管投切电抗器装置投退定值按如下方法整定： 

电压投入定值整定小于电网对风场高电压穿越技术要求下限(要求的下限为1.1倍额定电压)； 

电压退出定值整定大于风机正常工作电压范围下限(正常工作电压范围下限为0.9倍额定电压)； 

整个风场电压定值分为3组，按a)、b)所述的方法整定为1.07/0.99、1.08/0.99、1.09/1.00倍额定电压； 

时间定值组数按风场安装规模和分布特点来确定，主要由最大集电线路安装风机数来确定，时间定值组数由最大集电线路安装风机数/电压定值组数进一取整后算得； 

时间投入定值由1.07倍额定电压发展至1.1倍额定电压时间和时间定值组数确定。时间投入定值间隔为(电压发展时间-装置动作时间)/时间组数/2。 

每个晶闸管投切电抗器的定值分布按投入先后顺序依次在每条集电电路的风力发电机组依次设定，一轮设置完成后重新按先后顺序设定。 

与现有技术相比，本发明所述一种风电场分布式高电压穿越辅助系统达到了如下效果： 

1)本发明提高了风电机组高电压穿越的能力，有效防止高电压引起的风机脱网，实现风场的高电压穿越； 

2)本发明所述的系统及方法，无需更换风力发电机组内部元器件即可实现高电压穿越功能，改造工程量小，投资少。 

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种风电场分布式高电压穿越辅助系统的中使用的晶闸管投切电抗器装置框图；