一种双馈风力发电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102570503A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102570503A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201110454777.1(51)Int.Cl.(22)申请日2011.12.30H02J3/38(2006.01)H02P9/10(2006.01)(71)申请人东方电气集团东方汽轮机有限公司地址618000四川省德阳市高新技术产业园区金沙江西路666号申请人四川东方电气自动控制工程有限公司(72)发明人徐其惠杜睿苏昭晖王波闵泽生陈建国蒋驰雷(74)专利代理机构成都蓉信三星专利事务所51106代理人刘克勤权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书44页页附图附图77页(54)发明名称一种双馈风力发电系统(57)摘要本发明公开了一种具有低电压穿越功能的双馈风力发电系统，本系统可以在电网电压跌落（包括电网三相对称短路故障和不对称短路故障）时有效地保护双馈风电变流器的安全，同时能够在故障期间向电网反送无功或有功，以支持电网故障的恢复，保证双馈风力发电机的不间断运行。双馈风力发电低电压穿越装置包括：有源crowbar装置、直流链chopper装置。有源crowbar装置用于电网电压跌落后转子过流和过压的保护，有效地避免转子过压和过流对机侧变流器的冲击，同时能够在故障冲击结束后快速断开以恢复正常的双馈风电变流器控制，使得整台机组在故障穿越期间不脱网运行；直流链chopper装置用于电网故障或控制失常时直流链电压过压的保护，当电网故障时，发电机转子能量回馈到直流链造成直流链电压过压，直流链chopper装置有效值降低直流链电压过冲，保证变流器功率单元的安全。CN102573ACN102570503A权利要求书1/2页1.一种双馈风力发电系统，包括顺序链接的双馈感应发电机、dudt滤波器、机侧变流器、网侧变流器、网侧滤波器、箱式变压器，在机侧变流器、网侧变流器的直流母线上，并接有直流链电容；发电机发出的低频交流电流经过dudt滤波器、机侧变流器、网侧变流器变换为工频交流电流，经网侧滤波器滤波后，再由箱式变压器升压至高压并入电网；其特征在于，该系统配有低电压穿越装置，所述低电压穿越装置包括电网故障检测装置、有源crowbar装置及其控制板，直流链chopper装置及其控制板，有源crowbar装置布置在双馈感应发电机与dudt滤波器的链接节点上，直流链chopper装置并接在直流母线上；有源crowbar装置、直流链chopper装置由其各自的控制板控制其自动投切，当电网故障检测装置检测到电网电压跌落时，有源crowbar装置的控制板发出控制信号，短接发电机转子绕组，封锁机侧变流器，有源crowbar装置投入，将能量释放给有源crowbar装置，电网冲击结束后，发电机转子绕组短接消除，机侧变流器解锁，有源crowbar装置切除，同时机侧变流器控制发电机向电网注入额定功率的无功电流以支撑电网电压恢复；电网电压快速恢复时，有源crowbar装置再次投入，冲击结束后有源crowbar装置切除，进入正常发电工况；当直流母线出现过电压时，直流链chopper装置的控制板发出控制信号，直流链chopper装置投入，将能量释放给直流链chopper装置，直流母线过电压消除后，直流链chopper装置切除。2.如权利要求1所述的双馈风力发电系统，其特征在于，所述有源crowbar装置包括crowbar电阻、IGBT功率开关管、IGBT驱动板，当电网故障检测装置检测到电网电压跌落时，有源crowbar装置的控制板发出控制信号，短接发电机转子绕组，封锁机侧变流器，并由驱动板驱动IGBT功率开关管开通，将能量释放在crowbar电阻上，电网冲击结束后，发电机转子绕组短接消除，机侧变流器解锁，有源crowbar装置切除，同时机侧变流器控制发电机向电网注入额定功率的无功电流以支撑电网电压恢复；电网电压快速恢复时，有源crowbar装置再次投入，冲击结束后有源crowbar装置切除，进入正常发电工况；所述直流链chopper装置包括chopper电阻、IGBT功率开关管、IGBT驱动板，当直流母线出现过电压时，直流链chopper装置的控制板发出控制信号，由驱动板驱动IGBT功率开关管开通，将能量释放在chopper电阻上，直流母线过电压消除后，IGBT功率开关管关断。3.如权利要求2所述的双馈风力发电系统，其特征在于，所述有源crowbar装置还配有电流传感器和吸收电阻电容，电流传感器用于检测crowbar电阻放电回路的电流，防止有源crowbar装置误动作，同时根据该回路电流值来切除有源crowbar装置，吸收电阻用于吸收IGBT功率开关管关断时的过电压。4.如权利要求3所述的双馈风力发电