[实用新型]一种用于风力发电的软并网控制器装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电软并网控制器装置，适用于采用晶闸管作为功率开关，以软并网方式并网的风力发电机组。 

背景技术

软并网法是国内外使用异步风力发电机组普遍采用且较为有效的并网技术。其特征在于异步发电机通过三组反并联晶闸管组成的软并网线路与电网相连，当晶闸管180度全导通后，旁路接触器闭合，由晶闸管作为功率开关的软并网装置切出，机组完成并网，进入稳态运行阶段。 

软并网能够成功实施的关键在于控制驱动晶闸管回路的软并网控制器。在风力发电技术引入国内的早期，软并网控制器一直采用进口产品。研究风力发电核心技术对于推进风电机组国产化有重要意义。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风力发电软并网控制器装置，从而实现风力发电软并网。 

本实用新型所采用的技术方案是：软并网控制器由单片机最小系统，0-10V导通角接收电路，六路晶闸管驱动电路，电流过零点检测电路，缺相、电压、频率、电流检测电路，电压同步信号发生电路，晶闸管旁路指令电路，数码管显示和数据存储电路构成的控制板和三组反并联的晶闸管组成。单片机STM32F103R8T6作为主控器件，通过0-10V导通角接收电路接收来自上位控制器的导通角触发指令，通过六路晶闸管驱动电路完成晶闸管相应导通角度的触发，直至晶闸管180度全导通，在这个过程中，单片机通过电流过零点检测电路、缺相、电压、频率、电流检测电路、电压同步信号发生电路检测相应电参数进行控制，同时数码管显示和数据存储电路接收单片机发出的指令用于显示和存储相关信息，便于调试和记录故障，最后通过晶闸管旁路指令电路发送旁路接触器闭合指令给上位控制器，上位控制器综合相关信息判断后，给出旁路接触器闭合的指令，从而完成软并网过程，风机进入稳态运行阶段。

本实用新型的有益效果是，将风力发电软并网过程分由两部分控制完成，上位控制器负责计算晶闸管移相控制导通角，将0-180度导通角控制指令以0-10V电压信号发往软并网控制器；软并网控制器负责接收0-10V导通角控制指令并以相应导通角触发晶闸管直至180度全导通。软并网控制器结构简单功能可靠，增强了其应用的适应性。

附图说明

图1是本实用新型的控制框图； 

图2是本实用新型各个组成部件的框图。 

具体实施方式

参照图2对本实用新型做进一步详细说明。 

软并网控制器开始启动后，由单片机STM32F103R8T6、JTAG接口、晶振、复位电路组成的单片机最小系统实时接收来自上位控制器的表征0-180度导通角的0-10V电压信号，通过由电压转换和线性隔离两部分电路构成的0-10V导通角接收电路，将上位控制器发出的表征晶闸管0-180度导通角的电压信号转换成单片机能够识别的0-3.3V电压信号，以此电压量所表征的导通角角度来触发晶闸管回路。通过由光耦和隔离脉冲变压器组成六路晶闸管驱动电路驱动三组反并联的晶闸管，实现能量的流动。为了提供必要的保护，设置有检测三相电网电压、流过晶闸管的电流、频率以及是否缺相的检测电路，以保证晶闸管移相触发的正确性。电流过零点检测电路利用晶闸管在导通的时候管压降接近为零的特性，检测晶闸管的端电压得到电流过零点的时刻，与电压过零电路比较得到续流角，从而减小电机运行过程中的震荡保证晶闸管驱动过程的平滑性。当完成180度晶闸管触发脉冲信号发送后，给上位控制器发送旁路接触器闭合指令信号。上位控制器检测相关信号，闭合旁路接触器，从而完成软并网过程，软并网控制器装置也随之退出控制流程，风力发电机组进入稳态运行阶段。