[实用新型]用于风力发电系统的储能式智能变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于风力发电系统的储能式智能变压器。

背景技术

目前，风电系统所面临的挑战主要来源于两个方面：一方面，由于风能资源具有波动性，导致风电出力也具有波动性，这在风电穿透率较高的情况下会对电网的电能质量及其稳定性产生较大的负面影响。另一方面，随着风电在电网中所占比例不断增大，若风电机组在电网发生故障时仍采取被动保护式的解列方式，则会增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧故障，严重影响到电网的安全运行。为此，新的电网规则均要求当电网发生故障时，并网风电机组都能够在一定时间范围内实现低电压穿越运行，并在故障切除后风力发电机组能够迅速恢复正常运行，以帮助电网恢复正常工作。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术的上述问题，提供一种不仅可以平滑风电的功率波动，而且还能够提高风电的低电压穿越能力的用于风力发电系统的储能式智能变压器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于风力发电系统的储能式智能变压器，包括分别对应三相线路的三个单相储能式变压单元，所述单相储能式变压单元包括低压侧单相全桥工频DC-AC变换器、低压侧单相全桥高频DC-AC变换器、双向DC-DC变换器、储能装置、多绕组高频变压器、高压侧单相全桥高频DC-AC变换器和高压侧单相全桥工频DC-AC变换器，所述高压侧单相全桥高频DC-AC变换器和高压侧单相全桥工频DC-AC变换器的数量均为一个以上且相互之间一一对应，所述低压侧单相全桥工频DC-AC变换器交流端口的一个出线端子和风力发电系统中风力发电机组中对应相的出线端子相连、另一个出线端子则和风力发电系统中工频升压变压器低压侧对应相的出线端子相连，所述低压侧单相全桥工频DC-AC变换器的直流端口和低压侧单相全桥高频DC-AC变换器的直流端口相连，所述低压侧单相全桥高频DC-AC变换器的交流端口和多绕组高频变压器的低压侧绕组相连，所述储能装置通过双向DC-DC变换器和低压侧单相全桥工频DC-AC变换器及低压侧单相全桥高频DC-AC变换器的直流端口相连，所述多绕组高频变压器的高压侧绕组分别与对应的高压侧单相全桥高频DC-AC变换器的交流端口相连，所述高压侧单相全桥高频DC-AC变换器的直流端口与对应的高压侧单相全桥工频DC-AC变换器的直流端口相连，所有的高压侧单相全桥工频DC-AC变换器之间通过两个交流端口依次级联连接呈链状，且链首交流端口的一个出线端子和风力发电系统中工频升压变压器高压侧对应相的出线端子相连、链尾交流端口的一个出线端子和另外两个单相储能式变压单元中链尾相应的出线端子相连。

优选地，所述低压侧单相全桥工频DC-AC变换器交流端口的一个出线端子和风力发电系统中风力发电机组中对应相的出线端子之间串联连接有低压侧单相滤波电感。

优选地，所述链首交流端口的一个出线端子和风力发电系统中工频升压变压器高压侧对应相的出线端子之间串联连接有高压侧单相滤波电感。

优选地，所述储能装置为超级电容器或者蓄电池。

优选地，所述低压侧单相全桥工频DC-AC变换器、低压侧单相全桥高频DC-AC变换器、高压侧单相全桥高频DC-AC变换器和高压侧单相全桥工频DC-AC变换器均为基于全控开关器件的DC-AC变换器，所述双向DC-DC变换器为基于全控开关器件的双向DC-DC变换器；所述全控开关器件为绝缘栅双极型功率管IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT及可关断晶闸管GTO中的一种。

本实用新型用于风力发电系统的储能式智能变压器具有下述优点：

1、本实用新型包括分别对应三相线路的三个单相储能式变压单元，所述单相储能式变压单元包括低压侧单相全桥工频DC-AC变换器、低压侧单相全桥高频DC-AC变换器、双向DC-DC变换器、储能装置、多绕组高频变压器、高压侧单相全桥高频DC-AC变换器和高压侧单相全桥工频DC-AC变换器，控制低压侧单相全桥工频DC-AC变换器的工作状态，能够实现在电网发生电压跌落时，即升压变压器低压侧出现电压跌落时，快速动态补偿其电压偏差量，以保证风电机组出线端口的电压稳定，从而提高风电系统的低电压穿越能力。