基于故障限流控制的双馈风力发电机的低电压穿越系统，它涉及一种双馈风力发电机系统。本实用新型专利技术的目的是为了解决现有的双馈风力发电机系统在进行低电压穿越时，电流变化幅度大，低电压穿越效果差，并且不利于电压恢复后系统的正常运行的问题。本实用新型专利技术包括双馈风力发电机和故障限流器，故障限流器设在等效电网与双馈风力发电机定子之间，故障限流器包括整流桥电路和分段投切电路，整流桥电路包括一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，效电网接第一桥臂的中点，第三桥臂的中点连接双馈风力发电机，分段投切电路连接在第一桥臂的中点和第三桥臂的中点之间。本实用新型专利技术具有更好的低电压穿越性能。
【技术实现步骤摘要】
本技术设及双馈风力发电机系统及，具体设及基于故障限流控制的双馈风力 发电机的低电压穿越系统，属于双馈风力发电机
技术介绍
近些年来，随着国家对新能源发电技术的愈加重视，风力发电成为现在非常热口 的新兴产业。风力发电机有多种机型可供选择，目前为止双馈异步式和永磁直驱式在风电 发展过程过逐步被选为主流的机型。目前双馈异步风力发电机的关键性问题之一就是低电 压穿越技术。目前国内对低电压穿越主要采用的是crowbar电路进行抑制，但其会带来一 系列的缺点。在电网电压低的情况下强行将双馈风力发电机变为笼型异步发电机，运样从 电网中吸收无功，不利于故障后电压的恢复。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有的双馈风力发电机系统在进行低电压穿越时， 电流变化幅度大，低电压穿越效果差，并且不利于电压恢复后系统的正常运行的问题。 本技术的技术方案是：基于故障限流控制的双馈风力发电机的低电压穿越系 统，包括双馈风力发电机和低电压穿越装置，所述低电压穿越装置包括故障限流器，故障限 流器设在双馈风力发电机和等效电网之间，所述故障限流器包括整流桥电路和分段切除电 路，所述整流桥电路包括第一桥臂、第二桥臂和第=桥臂，等效电网连接第一桥臂的中点， 第=桥臂的中点连接双馈风力发电机，所述分段切除电路并连接在第一桥臂的中点和第= 桥臂的中点之间。 所述故障限流器的个数为=个，分别设在等效电网的=相输出端上。运样虽然桥 式故障限流器个数增多了，但是可W提供给双馈风力发电机应对不平衡电压跌落的能力。 例如只有A相电压跌落，那么仅A相上面的桥式故障限制器投入运行，从而单独抑制A相电 压的跌落而不影响B，C相电压的正常。 所述整流桥电路的第一桥臂和第=桥臂的结构相同，第一桥臂包括串联连接的两 个二极管。 所述第二桥臂包括第一开关管、储能电感、第一电阻、第二电阻和第一续流二极 管，第一开关管的发射极的集电极连接第一电阻的一端和第一续流二极管的正极，第一电 阻的另一端连接储能电感的一端，第一续流二极管的负极连接第二电阻的一端，所述储能 电感的另一端连接第二电阻的另一端，所述第二电阻的阻值大于第一电阻的阻值。储能电 感中储存的能量通过第一电阻和第二电阻同时消耗其储存的能量。由于第二电阻是一个相 对很大的电阻，所W储能电感中的能量很快就释放出去，运种设计可W使故障限流电路的 具有适应快速切换情况的能力。 所述分段投切电路包括第=电阻、第四电阻、第五电阻、第二开关管和第=开关 管，第=电阻、第四电阻和第五电阻的阻值相同，所述第=电阻、第四电阻和第五电阻串联 后连接在整流电路的第一桥臂中点和第=桥臂中点之间，第二开关管并接在第四电阻的两 端，第=开关管并接在第五电阻的两端。 所述基于故障限流控制的双馈风力发电机的低电压穿越系统包括网侧变流器和 转子侧变流器，低电压穿越装置包括制动斩波电路，所述网侧变流器的一端连接等效电网， 网侧变流器的另一端连接转子侧变流器的一端，转子侧变流器的另一端连接双馈风力发电 机转子绕组，制动斩波电路并接在网侧变流器和转子侧变流器之间的直流母线的正负极之 间，所述制动斩波电路包括第四开关管、第六电阻和第二续流二极管，所述第四开关管的集 电极连接直流母线的正极，第四开关管的发射极通过第六电阻连接直流母线的负极，第二 续流二极管并接在第六电阻的两端。所述制动斩波电路可W保护直流母线电压不会失控升 高，制动斩波电路和故障限流器配合使用，当故障电流限制器在系统中投切时，有可能也造 成对双馈发电机的冲击影响，通过采用制动斩波电路，不但可W限制直流母线电压升高，同 时也能有效地抑制故障电流限制器投入和切除过程中带来的双馈风力发电机大幅波动造 成的冲击，抑制电网电压跌落造成的电机定转子电流升高和直流母线电压升高。 所述基于故障限流控制的双馈风力发电机的低电压穿越系统包括控制系统和电 压传感器，所述电压传感器设在双馈风力发电机的出口处，分别检测A相B相C相电压。控 制系统判定每一相检测到机端电压跌落后的跌落范围，根据不同的电压跌落范围利用相应 的投入和切除方法进行低电压穿越操作。 基于故障限流控制的双馈风力发电机的低电压穿越系统的低电压穿越方法，包 括： 电压出现跌落时，第一开关管、第二开关管和第=开关管根据不同的电压跌落范 围进行关断，第=电阻、第四电阻和第五电阻组合分段投入； 电压恢复正常时，第二开关管、第=开关管和第一开关管依次导通，将第四电阻、 第五电阻和第=电阻依次切除。 所述电压跌落范围在30% -50%内，检测到故障时：第一开关管关断，第二开关管 和第=开关管同时导通，第=电阻投入，故障切除后：第一开关管导通，第二开关管，第=开 关管关断。电流改走第二桥臂部分，第=电阻切除。 电压跌落范围在50% -70%时，检测到故障时：第一开关管关断，第二开关管关 断，第=开关管导通，第=电阻和第四电阻投入。故障切除后：第二开关管先导通，第四电阻 被切除，然后第一开关管导通，电流改走第二桥臂部分，第=电阻切除； 电压跌落范围在70% -90%时，检测到故障时：第一开关管关断，第二开关管和第 =开关管同时关断，第=电阻、第四电阻和第五电阻投入。故障结束后：首先第二开关管导 通，第四电阻被切除。然后第S开关管导通，第五电阻被切除。最后第一开关管导通，电流 改走第二桥臂部分，第=电阻被切除，恢复正常运行； 所述基于故障限流控制的双馈风力发电机系统进行投切过程时间差在3ms-6ms 之间。电压跌落发生时，发电机的电流调节过程大约能引起一个Ims的延时。所述分段投切 过程的切换时间在3ms-6ms之间，能达到分段切除的实际目的。若切除时间间隔小于1ms， 在电机并没有做出响应就会继续下一次切除，此时对电机来说，过快的切除小电阻仍相当 于一下切除了一个大电阻；若切除时间间隔大于6ms，则系统总的切除时间就过长，当系统 电压已经恢复正常了，机端电阻又切除过慢，会造成机端电压长时间高于额定电压，产生新 的故障。 所述分段投切电路的等效电阻的确定方法为：[002引式中：容是发电机出口变压器的容量，V是发电机出口电压，Rk是分段投切电路的 等效电阻。 本技术与现有技术相比具有W下效果：故障限流器作为一种有效的技术措 施，能够限制电网的短路容量，从而极大地减轻断路器等各种高压电气设备的动、热稳定负 担，提高其动作可靠性和使用寿命，保证电网的安全与稳定运行。另一方面，由于限制了短 路容量，有可能显著降低对电网中各种电气设备，如变压器、断路器、互感器等，W及电网结 构的设计容量要求，大大节省投资。本技术的故障限流器限制故障电流并且有效拉高 电机定子侧电压，具有更好的低电压穿越性能。【附图说明】 图1，本技术的整体结构示意图；图2,本技术故障限流器的电路原理图； 图3,本技术的制动斩波电路的原理图当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于故障限流控制的双馈风力发电机的低电压穿越系统，包括双馈风力发电机和低电压穿越装置，其特征在于：所述低电压穿越装置包括故障限流器，故障限流器设在双馈风力发电机和等效电网之间，所述故障限流器包括整流桥电路和分段切除电路，所述整流桥电路包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，等效电网连接第一桥臂的中点，第三桥臂的中点连接双馈风力发电机，所述分段切除电路并连接在第一桥臂的中点和第三桥臂的中点之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕艳玲，滕翀，陈文海，卢建强，冯曦，张婕，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23
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