[发明专利]模块化无功功率补偿器的系统

说明书

一种用于风电场的无功功率补偿器的系统包括多绕组变压器和多个模块化无功功率补偿器(MVB)。多绕组变压器包括一次绕组和多个二次绕组。一次绕组配置成被耦合到用于风电场的公共耦合点(POCC)。多个MVB各自被耦合到多个二次绕组的对应绕组。

技术领域

本公开的领域一般涉及模块化无功功率补偿器，以及更特别涉及用于风电场（wind farm）的模块化无功功率补偿器的系统。

背景技术

随着可再生功率已经流行，对于将可再生功率源连接到电力网的要求(即，电网准则)也已经演进并且变得更加复杂，以及因此对可再生功率源(例如比如风电场)的运营商要求更高。通常，电网准则规定操作标准，包括例如有功和无功功率控制、功率因数控制、电压和电流波形质量、对电网侧频率和电压变化的响应以及在电网侧故障的情况下的穿越能力。

在风电场内，风力涡轮转动发电机(例如双馈感应发电机(DFIG)），该发电机生成电功率，所述电功率通过公共耦合点(POCC)来供应给电网。在具有许多发电机的给定风电场内，每个发电机以生成电压(该生成电压被调高，以便被供应给POCC)来生成功率。POCC上的电压通常在被供应给电网本身之前进一步被调高到传输线电压。风电场可结合一个或多个无功功率补偿器(各自被称作VAR补偿器)，以帮助遵守本地电网准则。一个这样的装置是静态同步补偿器(STATCOM)，所述静态同步补偿器(STATCOM)能够被连接在POCC处或被连接在涡轮处，以稳定电压。例如，当集成在POCC处时，单个VAR补偿器可被设计成遵守本地电网准则。在备选方案中，一个或多个模块化VAR补偿器或者“模块化VAR箱（box）”(MVB)能够按照对于遵守本地电网准则所需的任何量来连接到POCC。

发明内容

在一个方面中，提供一种用于风电场的无功功率补偿器的系统。该系统包括多绕组变压器和多个模块化无功功率补偿器(MVB)。多绕组变压器包括一次绕组和多个二次绕组。一次绕组配置成被耦合到用于风电场的公共耦合点(POCC)。多个MVB各自被耦合到多个二次绕组的对应绕组。

在另一方面中，提供一种风电场。该风电场包括POCC、多个双馈感应发电机(DFIG)、多绕组变压器和多个MVB。POCC配置成被耦合到电力网。多个DFIG配置成生成交流(AC)功率，以便被供应给POCC。多绕组变压器包括一次绕组和多个二次绕组。一次绕组配置成被耦合到用于风电场的POCC。多个MVB中的每个MVB被耦合到多个二次绕组的对应绕组。

在又一方面中，提供一种操作风电场的方法。该方法包括由多个DFIG(所述多个DFIG被耦合到对应风力涡轮)向POCC(所述POCC配置成被耦合到电力网)供应AC功率。该方法包括将多绕组变压器的一次绕组耦合到POCC。该方法包括通过多绕组变压器的多个二次绕组的对应绕组将多个MVB耦合到POCC。

本发明提供一组技术方案，如下。

技术方案1. 一种用于风电场的无功功率补偿器的系统，所述系统包括：

多绕组变压器，包括：

一次绕组，所述一次绕组配置成被耦合到用于所述风电场的公共耦合点(POCC)；以及

多个二次绕组；以及

多个模块化无功功率补偿器(MVB)，所述多个模块化无功功率补偿器(MVB)各自被耦合到所述多个二次绕组的对应绕组。

技术方案2. 如技术方案1所述的系统，其中，与所述多个二次绕组中的每个二次绕组相比，所述一次绕组包括更多的匝数。

技术方案3. 如技术方案1所述的系统，进一步包括：

风力涡轮；以及

双馈感应发电机(DFIG)，所述双馈感应发电机(DFIG)耦合到所述风力涡轮，并且配置成生成交流(AC)功率，以便被供应给POCC。