[实用新型]一种风电机组的低压穿越装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组塔架减振的技术领域，尤其是指一种风电机组的低压穿越装置。

背景技术

电压穿越（LVRT），指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省（区域）级电网，该电网区域内运行的风电场应具有低电压穿越能力。于变速恒频双馈风力发电机，在电网电压跌落的情况下，由于与其配套的电力电子变流设备属于AC/DC/AC型，容易在其转子侧产生峰值涌流，损坏变流设备，导致风力发电机组与电网解列。在以前风力发电机容量较小的时候，为了保护转子侧的励磁装置，就采取与电网解列的方式，风力发电的容量都很大，与电网解列后会影响整个电网的稳定性，甚至会产生连锁故障。在电网电压跌落情况下，风电机组中的双馈感应发电机会导致转子侧过流，同时转子侧电流的迅速增加会导致转子励磁变流器直流侧电压升高，发电机励磁变流器的电流以及有功和无功都会产生振荡。这是因为双馈感应发电机在电网电压瞬间跌落的情况下，定子磁链不能跟随定子端电压突变，从而会产生直流分量，由于积分量的减小，定子磁链几乎不发生变化，而转子继续旋转，会产生较大的滑差，这样便会引起转子绕组的过压、过流。如果电网出现的是不对称故障的话，会使转子过压与过流的现象更加严重，因为在定子电压中含有负序分量，而负序分量可以产生很高的滑差。过流会损坏转子励磁变流器，而过压会使发电机的转子绕组绝缘击穿。

目前在实现双馈风力发电装置低电压穿越运行的技术中，大多数风力发电双馈机组都采用较多的是故障过程中投入转子保护电路来限制转子电流，当系统检测到直流母线电压超过额定值时，转子保护电路就会被触发。在过压过程中产生的多余的能量由转子保护电路的电阻消耗掉，由于故障时电机将从电网吸收无功功率且电机电磁转矩波动剧烈，因此发电装置将对电网和风机传动轴系产生不利冲击，并且会造成能量浪费，同时多余的能量会产生大量的热，这对机组的正常工作也会带来不利影响。因此，所述转子保护电路是对风电机组的终极保护，其一旦被触发，就会对电网造成很大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种降低电网波动、减少能源浪费的风电机组的低压穿越装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种风电机组的低压穿越装置，包括分别串联在风电机组三相线上的三组动态电压补偿器；

所述动态电压补偿器包括串联在风电机组输电线路上的串联变压器、连接在串联变压器输出端上的整流滤波电路、连接在整流滤波电路输出端的调压稳压电路以及连接在调压稳压电路上可反复充放电的超级电容；

所述调压稳压电路包括采样整流滤波电路输出电压的采样电路、与采样电路的电压进行比较的基准电压以及连接在采样电路与基准电压比较值输出端与整流滤波电路输入端之间的放大电路。

作为本实用新型的进一步改进，所述超级电容上电连接有读取超级电容状态及发出控制指令的中央控制柜。

作为本实用新型的进一步改进，所述中央控制柜采用电脑芯片进行操控，所述电脑芯片选用中国台湾宏晶所生产的型号STC12C5A32S2的电脑芯片。

本发明产生的技术效果如下：

本实用新型风电机组三相线上的三组动态电压补偿器之间互相独立，不互相耦合，当电网电压小范围波动时，三相电压补偿器对风力发电机两端电压进行动态补偿，降低了电网正常输电时的波动；当电网发生短路故障时，超级电容进行放电，向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，提高了风力发电机的低压穿越特性，超级电容储存的能量为风电机组本身补偿和溢出的能量，有效的利用了这部分能量，避免直接电阻消耗而造成的能量浪费；风电机组输电线路上的电压是动态变化的，若直接连接超级电容，其电压变化会直接损坏电容器，因此本实用新型设置了整流滤波电路和调压稳压电路，整流滤波电路将串联变压器降压后的电流整流、滤波为稳定的直流电，调压稳压电路进行电压调节，实现稳压作用的控制部分。通过采样电路获得输出电压，将此输出电压和基准电压进行比较。如果输出电压小于基准电压，则将误差值经过放大电路放大后送入整流滤波的输入端，通过整流滤波调节使输出电压增加，直到和基准值相等；如果输出电压大于基准电压，则通过整流滤波使输出减小。

附图说明

附图1为本实用新型的连接示意图；

附图2为本实用新型的流程示意图。

具体实施方式