[发明专利]一种风电机组的高压故障穿越装置、方法及系统

说明书

本发明提供了一种风电机组的高压故障穿越装置、方法及系统，所述高压故障穿越装置包括：串联电阻、并联电阻、旁路开关、短路开关和控制芯片；所述串联电阻串联于升压变压器和风电机组间；所述旁路开关与所述串联电阻并联；所述并联电阻与短路开关串联构成的电路，一端连接于机端量测点，另一端接地；所述控制芯片分别与旁路开关和短路开关电连接，用于基于机端量测点监测到的风电机组的电压，控制旁路开关和/或短路开关的开合状态，进而实现风电机组的高压故障穿越。本发明在不改变风电机组本体及其控制策略的前提下，提出了基于阻抗分压、高阻短路来降低风电机组机端电压的方法，简单易行，配置和安装十分方便，且不受地点、型号的限制。

技术领域

本发明涉及新能源发电机组的故障穿越领域，具体涉及一种风电机组的高压故障穿越装置、方法及系统。

背景技术

随着环境保护意识的不断增强，通过风电场发电迅速发展，风力发电在电力系统中的比重不断攀升，然而风电的并网性能对电网的安全稳定影响越来越重要。但因为风电场发电的间歇性和随机性，大规模风电脱网事故频发，以中国为例，在2011年发生193起脱网事故，其中损失风电出力500MW以上的脱网事故达12起，其中既包括因低电压引起的风电脱网，也包括因高电压引起的风电脱网。另外，当特高压直流近区接入大规模风电场发电时，直流换相失败或直流闭锁也将引起风电经受高电压。风电并网中的“故障穿越”是指电网电压异常时风电机组能够不间断连续运行的能力，随着风电场并网规模的增加，风电机组的高电压穿越能力将成为限制风电并网的主要问题之一。

形成风电机组高电压脱网的原因涉及到风电场无功控制、风电机组故障穿越控制、送出线路结构等多个方面，导致目前已经并网的风电机组，在高电压穿越能力方面与电网要求还有一定的差距。依靠风电机组制造商通过改造使已经并网的风电机组高穿能力达到电网要求，不仅存在技术困难、经济压力，而且需要大量改造时间，因此改造已经并网的风电机组不太现实，所以如何提高风电机组的高压穿越急需解决。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种风电机组的高压故障穿越装置、方法及系统。本发明在风电机组的高压期间通过串联阻抗分压，并联高阻接地的方式达到降低风电机组机端电压的目的，确保高压期间风电机组机端电压在正常运行范围内，实现高压穿越。

本发明提供了一种风电机组的高压故障穿越装置，包括：

串联电阻、并联电阻、旁路开关、短路开关和控制芯片；

所述串联电阻串联于升压变压器和风电机组间；所述旁路开关与所述串联电阻并联；

所述并联电阻与短路开关串联构成的电路，一端连接于机端量测点，另一端接地；

所述控制芯片分别与旁路开关和短路开关电连接，用于基于机端量测点监测到的风电机组的电压，控制旁路开关和/或短路开关的开合状态，进而实现风电机组的高压故障穿越。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种利用高压故障穿越装置实现高压故障穿越的方法，包括：

控制芯片在机端量测点监测风电机组的电压；

当风电机组的电压阈值时，则闭合旁路开关，并断开短路开关，使串联电阻和并联电阻退出；

当监测到风电机组的电压≥阈值时，基于控制旁路开关和短路开关的开合状态，使串联电阻和并联电阻接入升压变压器和风电机组间，完成风电机组的高压故障穿越。

优选的，所述阈值设置为1.2pu。

优选的，所述当监测到风电机组的电压≥阈值时，基于控制旁路开关和短路开关的开合状态，启动串联电阻和并联电阻接入升压变压器和风电机组间，完成风电机组的高压故障穿越，包括：

当监测到风电机组的电压≥阈值时，则断开旁路开关，投入串联电阻进行分压；