[发明专利]一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置和控制方法

权利要求书

1.一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置，其包括变流器直流电源母线、风机控制系统，其特征在于，还包括直流降压单元、电源切换单元、逆变单元、CHOPPER电路、直流电容，所述直流降压单元跨接在直流电源母线之间，将直流母线电压降低到设定的直流电压值，逆变单元将设定的直流电压值转换为设定的交流电压并输出至电源切换单元的一个输入端，电源切换单元的另一输入端与电网电压相连接，电源切换单元的输出连接至风机控制系统，所述CHOPPER电路和直流电容并联后跨接在直流降压单元输出端的正负极之间，所述直流电容用于缓冲机侧、网侧的功率暂态不平衡，当直流母线电压过高时，则通过所述的CHOPPER电路释放能量，起到抑制高电压的作用。

2.根据权利要求1所述的一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置，其特征在于，所述电网电压为400VAC/50HZ，所述设定的直流电压值为500伏至800伏，所述设定的交流电压为400VAC/50HZ。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置，其特征在于，所述逆变单元采用恒定的V/F控制模式，输出电压始终保持为400VAC/50HZ。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置，其特征在于，所述电源切换单元包括并联的两个IGBT模块、隔离变压器、电网开关、逆变单元开关和输出开关，所述电网开关设置在电网与IGBT模块Ⅰ之间，所述逆变单元开关设置在逆变单元与IGBT模块Ⅱ之间，IGBT模块Ⅰ、IGBT模块Ⅱ并联后依次与隔离变压器和输出开关串联。

5.根据权利要求3所述的一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置，其特征在于，所述电源切换单元包括并联的两个IGBT模块、隔离变压器、电网开关、逆变单元开关和输出开关，所述电网开关设置在电网与IGBT模块Ⅰ之间，所述逆变单元开关设置在逆变单元与IGBT模块Ⅱ之间，IGBT模块Ⅰ、IGBT模块Ⅱ并联后依次与隔离变压器和输出开关串联。

6.一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置的控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、电网电压的检测，在风机启动后检测电网电压是否低于额定电压的90%，如果是，则进入步骤4，如果不是，则进入步骤2；

步骤2、判断电网电压是否小于额定电压的110%，如果不是，则进入高电压穿越模式，如果是，则进入步骤3；

步骤3、判断逆变单元是否已启动，如果没有启动，则进入正常发电模式，如果已启动，则依次关闭直流降压单元、逆变单元、电源切换单元，然后进入正常发电模式；

步骤4、进入低穿模式，开始计时低电压持续时间，同时依次启动直流降压单元、逆变单元，电源切换单元进入待机状态；

步骤5、判断低电压持续时间是否超过两秒，如果不是，则进入步骤2，如果是，则进入孤岛模式；

步骤6、电源切换至由逆变单元供电，然后断开高压开关；

步骤7、 检测逆变单元的输出功率，判断其输出功率是否与电机侧功率一致，如果不是，则启动变流器机侧功率控制，重复步骤7；如果是，则进入稳定的孤岛运行状态。

7.根据权利要求6所述的一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置的控制方法，其特征在于，所述步骤4的直流降压单元将变流器的直流母线电压降低到500伏至800伏，逆变单元将500伏至800伏直流电压转换成400VAC/50HZ的交流电压。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的一种永磁风力发电机组实现孤岛运行的装置的控制方法，其特征在于，所述步骤7的电机侧功率设定最大上限值不超过风电机组额定功率的6%。