基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法技术

本发明专利技术公开了一种基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，属于风力发电领域，包括步骤：双馈风力发电机组高电压定子回路采用并网接触器兼容断路器方式运行，包括并网接触器作为机组运行并入电网时的准同期并网运行和切除运行脱网；并网接触器利用双馈风力发电机组高阻抗升压变压器，限制定子回路短路电流和超瞬态电流在并网接触器预期可承受的范围内，高电压定子回路并网接触器兼容断路器使用。本发明专利技术提高了双馈风力发电机组电气部件的利用率，节约费用，提高双馈风力发电机组电气传动链的经济性和安全可靠性，也便于机组运行和维护。组运行和维护。组运行和维护。

【技术实现步骤摘要】
基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法


[0001]本专利技术涉及风力发电领域，更为具体的，涉及一种基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法。

技术介绍

[0002]国内新能源风电市场迅速发展，装机容量稳步增加，国内运行的风力发电机组有一半以上是采用了双馈风力发电机组；目前，国内风电市场在平价竞价竞争态势下，风电整机厂为了保持持续风机降本，开发出来的双馈风力发电机组，额定功率越来越大。未来风电市场的风力发电机组电气传动链性价比要求会越来越高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，提高双馈风力发电机组电气部件的利用率，节约费用，提高双馈风力发电机组电气传动链的经济性和安全可靠性，也便于机组运行和维护。
[0004]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0005]一种基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，双馈风力发电机组高电压定子回路采用并网接触器兼容断路器方式运行，包括并网接触器作为机组运行并入电网时的准同期并网运行和脱网运行；并网接触器利用双馈风力发电机组高阻抗升压变压器，限制定子回路短路电流和超瞬态电流在并网接触器预期可承受的范围内，高电压定子回路并网接触器兼容断路器使用。
[0006]在该技术方案中，提供了一种双馈风力发电机组高电压定子回路并网接触器兼容断路器的运行方式，一方面将并网接触器作为机组运行并入电网时的准同期并网运行和切除运行脱网；另一方面，利用双馈风力发电机组高阻抗升压变压器，可以限制高电压定子回路短路电流和超瞬态电流在并网接触器预期可承受的范围内，高电压定子回路并网接触器可以兼容断路器使用。同时，可以满足风力发电机组并网、切除(脱网)和保护定子回路和双馈异步发电机的作用。这样的技术方案，一举两得，可以节约三相断路器的使用和运行，不仅提高双馈风力发电机组电气部件的利用率，节约了费用，而且提高了双馈风力发电机组电气传动链的经济性和安全可靠性，也便于机组运行和维护。
[0007]进一步地，所述并网接触器的运行方式包括单回路并网接触器运行方式和双回路并网接触器运行方式。
[0008]在该技术方案中，双馈风力发电机组采用高电压定子回路单回路并网接触器，至少可以节约一个三相断路器。双馈风力发电机组采用高电压定子回路双回路并网接触器的至少可以节约两个三相断路器。
[0009]进一步地，在所述单回路并网接触器运行方式下，只采用一个高电压三相接触器，同时兼容一个高电压三相断路器。
[0010]在该技术方案中，其采用常规的转子开口电压，保证了双馈异步发电机组在常规
较经济的转速区间内运行，同时保持双馈异步发电机转子工作电压不超过变流器机侧的最高工作电压，保证了双馈异步发电机组的安全运行。双馈风力发电机组定子回路采用高额定电压(比如10KV)，使得机组额定工况时，其双馈异步发电机定子回路和转子回路总额定电流有较大幅度减少，其中定子回路额定电流减少91～93％；双馈异步发电机组的电气传动链经济性较好。
[0011]进一步地，在所述双回路并网接触器运行方式下，只采用两个高电压三相接触器，同时兼容两个高电压三相断路器。
[0012]在该技术方案中，基于双馈风力发电机组转子回路高开口电压、转子额定小滑差技术以及定子回路高额定电压与较高额定电压“换挡”切换技术的使用，保证了双馈异步发电机在常规经济运行范围内(速比在1.75及以上)运行，同时保持双馈异步发电机转子工作电压不超过变流器机侧的最高工作电压，保证了双馈风力发电机组的安全运行。双馈风力发电机组定子回路采用高额定电压(比如10KV)，使得机组额定工况时，其双馈异步发电机定子回路和转子回路总额定电流有较大幅度减少，其中定子回路额定电流减少91～93％；双馈异步发电机组的电气传动链经济性较好。
[0013]进一步地，在所述双回路并网接触器运行方式下，双馈风力发电机组转子回路采用高开口电压。
[0014]进一步地，在所述双回路并网接触器运行方式下，转子转速采用额定小滑差，将转子回路额定有功功率转到高额定电压定子回路上。在该技术方案中，机组是基于采用定子回路高额电压和转子回路低额定电流以及转子转速额定小滑差技术，同等额定功率的双馈风力发电机组，双回路并网接触器运行方式与单回路并网接触器运行方式相比，把后者低额定电压转子回路的56％额定有功功率转移至前者高额定电压定子回路上，前者机组上网侧等效总额定电流减少36％，前者转子回路机舱至塔基的下行电缆或管母总电流减少37％，前者转子回路变流器机侧额定电流减少37％，前者转子变流器网侧额定电流减少56％，前者转子直流侧额定电流减少56％，前者发电机总额定电流减少30％。这样一来双馈风力发电机组电气传动链动力回路的损耗大幅度降低，效率也得到了提高，重量也大幅度下降，成本降低十分明显。另外，又加上采用交流与直流变相的下行扭缆输电技术、以及大幅度升高下行扭缆额定电压(转子机侧较低的三相交流额定电压变相为两相较高的直流额定电压)技术，可以大幅度减少转子回路额定电流；所以，将双馈风力发电机组变流器的机侧和部分直流环节放置其机组机舱，转子回路机舱至塔基的下行电缆或管母额定电流可以减少81％，机组机舱至塔基的下行电缆或管母总额定电流可以减少63％，进一步使双馈风力发电机组电气传动链转子回路的损耗大幅度降低，效率得到了提高，重量大幅度下降，成本降低十分明显。
[0015]进一步地，在所述双回路并网接触器运行方式下，将高压定子回路高额定电压与较高额定电压进行“换挡”切换。
[0016]在该技术方案中，利用“换挡”切换，可以保证在常规机组经济转速范围内运行(速比在1.75及以上)。
[0017]进一步地，将双馈风力发电机组变流器设置在塔基位置。在该技术方案中，双馈风力发电机组变流器放置在塔基，且转子采用额定小滑差技术，尽可能将转子回路额定有功功率转到高额定电压定子回路上，同时转子回路采用高开口电压，使得机组额定工况时，发
电机定子回路和转子回路总额定电流大幅度减少。在具体实施方式中，即使其定子回路采用高额定电压，转子回路采用低额定电压，双馈风力发电机组额定功率达到21MW(双馈风力发电机组变流器放置在塔基)，其机组机舱下行扭缆等效动力总额定电流都不会超过5000A(Y级)，与单回路并网接触器运行方式比较，额定发电容量可以提高40％左右。
[0018]进一步地，所述双馈风力发电机组变流器机侧和直流环节部分放置在机舱上，转子回路下行扭缆输电电压，采用两相直流额定电压。
[0019]在该技术方案中，双馈风力发电机组变流器机侧和直流环节部分放置在机舱上，转子回路下行扭缆输电电压，可采用两相较高的直流额定电压，且采用转子回路高开口电压和转子额定小滑差技术，使得机组额定工况时，使双馈异步发电机定子回路和转子回路总额定电流大幅度减少。在具体实施过程中，即使其定子回路采用高额定电压，转子回路采用低额定电压，双馈风力发电机组额定功率达到55MW(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，包括步骤：双馈风力发电机组高电压定子回路采用并网接触器兼容断路器方式运行，包括并网接触器作为机组运行并入电网时的准同期并网运行和脱网运行；并网接触器利用双馈风力发电机组高阻抗升压变压器，限制定子回路短路电流和超瞬态电流在并网接触器预期可承受的范围内，高电压定子回路并网接触器兼容断路器使用。2.根据权利要求1所述的基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，所述并网接触器的运行方式包括单回路并网接触器运行方式和双回路并网接触器运行方式。3.根据权利要求2所述的基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，在所述单回路并网接触器运行方式下，只采用一个高电压三相接触器，同时兼容一个高电压三相断路器。4.根据权利要求2所述的基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，在所述双回路并网接触器运行方式下，只采用两个高电压三相接触器，同时兼容两个高电压三相断路器。5.根据权利要求4所述的基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，在所述双回路并网接触器运行方式下，双馈风力发电机组转子回路采用高开口电压。6.根据权利要求4或5任一项所述的基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，在所述双回路并网接触器运行方式下，转子转速采用额定小滑差，将转子回路额定有功功率转到高额定电压定子回路上。7.根据权利要求6所述的基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，在所述双回路并网接触器运行方式下，将高压定子回路高额定电压与较高额定电压进行“换挡”切换。8.根据权利要求6所述的基于定子回路高压双切换的双馈风力发电机组运行方法，其特征在于，将双馈风力发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：成健，郑大周，黄应述，毛忠兴，刘桦，付华强，魏万明，薛渊博，郭春林，王鹏坤，
申请(专利权)人：东方电气风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：