具有大规模风电接入的电网系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106451558A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201611069275.6(22)申请日2016.11.29(71)申请人国网上海市电力公司地址200122上海市浦东新区源深路1122号申请人上海交通大学(72)发明人范华东宋超顾洁(74)专利代理机构上海兆丰知识产权代理事务所(有限合伙)31241代理人崔巍(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称具有大规模风电接入的电网系统(57)摘要本发明涉及一种具有大规模风电接入的电网系统，包括风机、母线电网，风机与母线电网供电连接，风机包括风轮机、发电机、发电机侧整流器、直流环节、电网侧逆变器、升压变压器，风轮机、发电机、发电机侧整流器、直流环节、电网侧逆变器、升压变压器依次电连接形成风机整体，风轮机包括风源模块、风速输入逻辑模块、风力涡轮机、风力发电机调速组件，风源模块根据风速输入逻辑模块的开关指令将风源输入风力涡轮机，风力发电机调速组件根据额定输出功率控制风力涡轮机的转速，升压变压器通过母线变压器与母线电网连接。本发明提供了一种具有较大规模风电接入电网的可行方案，具有良好的电网运行特性。CN106451558ACN106451558A权利要求书1/2页1.具有大规模风电接入的电网系统，其特征是包括风机、母线电网，所述风机与所述母线电网供电连接，所述风机包括风轮机、发电机、发电机侧整流器、直流环节、电网侧逆变器、升压变压器，所述风轮机、发电机、发电机侧整流器、直流环节、电网侧逆变器、升压变压器依次电连接形成风机整体，所述风轮机包括风源模块、风速输入逻辑模块、风力涡轮机、风力发电机调速组件，所述风源模块根据所述风速输入逻辑模块的开关指令将风源输入所述风力涡轮机，所述风力发电机调速组件根据额定输出功率控制所述风力涡轮机的转速，所述升压变压器通过母线变压器与所述母线电网连接。2.根据权利要求1所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，所述风速输入逻辑模块包括风速传感器、逻辑控制单元，所述逻辑控制单元根据所述风速传感器传送的风速数值低于切入风速或高于切出风速的比对结果关闭所述风源模块，所述逻辑控制单元根据所述风速传感器传送的风速数值介于所述切入风速与所述切出风速间的比对结果开启所述风源模块。3.根据权利要求1所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，所述风力发电机调速组件包括风速传感器、调速控制单元、调速执行机构，所述调速控制单元根据所述风速传感器传送的风速数值高于额定风速的比对结果开启所述调速执行机构，所述调速执行机构改变所述风力涡轮机的叶片与风输入的角度来阻止所述风力涡轮机的输出功率超过额定功率。4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，所述风机的发电机的输出经过AC-DC-AC转换器处理后通过所述升压变压器与ieee-34节点系统连接。5.根据权利要求4所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，所述ieee-34节点系统是开式网络，所述ieee-34节点系统包括一个电压源G1、若干节点，所述节点处并联有无功补偿电容器，所述无功补偿电容器补偿所述ieee-34节点系统的无功负荷与所述电压源G1提供的无功功率间的差额。6.根据权利要求4所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，所述AC-DC-AC转换器包括二极管整流器、直流母线、六脉冲晶闸管逆变桥，所述直流母线包括储能电容、限流电阻，所述六脉冲晶闸管逆变桥包括储能电感。7.根据权利要求6所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，所述AC-DC-AC转换器还包括单输入电平比较器，所述单输入电平比较器与所述六脉冲晶闸管逆变桥的KB开关连接，所述单输入电平比较器在电路故障情况下停止逆变器工作。8.根据权利要求6所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，所述AC-DC-AC转换器还包括电压控制器、电流控制器，所述电压控制器根据测得的母线电压大于设定的电压上限值的比对结果输出额定电流，所述电压控制器根据测得的母线电压小于设定的电压下限值的比对结果输出设定的最小电流值，所述电流控制器通过比例积分控制器产生一个角度值，所述角度值作用于所述电压控制器输出的电流值和母线上测得的电流值。9.根据权利要求4所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，在所述AC-DC-AC转换器与所述升压变压器间并联有无功补偿电容器A，所述无功补偿电容器A补偿线路上的无功功率。10.根据权利要求9所述的具有大规模风电接入的电网系统，其特征在于，通过调整所2CN106451558A权利要求书2/2页述升压变压器的分接头来改变所述升压变压器内