本发明专利技术公开了两种用于风力发电低电压穿越的变电阻Crowbar结构及其实现方法。一种是并联Crowbar结构，包括不少于两个并联的结构完全相同的Crowbar：另一种是斩波Crowbar结构，其由不少于两个可控器件并接在不控桥的输出回路中，其中至少一个可控器件串接泄放电阻。控制的方法为：检测三相电网电压、三相转子电流以及直流母线电压：将三相电网电压和三相转子电流变换得到两相静止坐标系下的电网电压和转子电流，并计算电网电压幅值和转子电流幅值：以电网电压幅值、转子电流幅值以及直流母线电压为输入，通过相应结构的变电阻Crowbar结构的并联Crowbar结构算法或斩波Crowbar结构算法获取Crowbar的控制信号，分别控制Crowbar的可控器件的开通和关断。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着风电装机容量的不断增加，以及风电整机厂家和各零部件厂家技术水平的日益提高，风电机组应对电网故障的能力逐渐成为关注的重点。其中风电机组，尤其是双馈式风力发电机组的低电压穿越功能因为其实现难度大，而且验证困难，已经成为风电场关注的重点。基于风电场的这一要求，风电机组的各部件商均将低电压穿越功能列入其功能特点中。为了应对这一要求，业内出现了多种应对方案。比如专利申请号为201010173894. 6 的专利提出的一种应对电网电压跌落的方法是采用一种低电压穿越控制装置，在电网电压跌落时提升机端电压，使得电网电压跌落不对机端电压造成影响，这样，电机不至于因为机端电压随电网电压跌落引起严重的暂态过程，避免了因此对电机的损坏和控制变频器的电力电子器件的伤害。但是该方法所采用的低电压穿越控制装置导致系统成本增加过多，实现方式不够经济。专利申请号为200910068944. 1的专利中提出的一种采用多套串联开关的低电压穿越应对方案，该方案虽然同样能够通过在电网电压跌落时操作各开关，使电机和控制变频器避开暂态过程，但是这些串联开关在系统正常运行时会产生极大的损耗，降低了系统的发电效率，而且对开关的响应速度要求比较高，因此较少被采用。以及专利申请号为201010266619. 9的专利提出一种低电压穿越的crowbar电路，其专利技术的低电压穿越的 Crowbar电路包括至少一套主晶闸管及由辅助晶闸管、电容和电抗器组成的辅助电路，主晶闸管和辅助电路一同实现crowbar电路的开通和关断该专利技术提出的这种采用转子绕组的限流单元主要是Crowbar设备的保护策略被广泛应用，即在发生电压跌落时，投入Crowbar 保持电路，将转子绕组单路，为转子磁场能量和转子电流提供消耗和续流的通道，避免暂态电流对变频器的冲击。为了实现可控关断，Crowbar电路通常有上述专利所述的改进型晶闸管或者二极管整流桥串联全控器件的结构，以在需要的时候随时被切出以恢复电机的正常运行状态。这种低电压穿越的保护方式因为实现简单，而且不对系统正常运行产生影响， 因此被广泛应用。但是，难点在于泄放电阻的选择。因为选择的泄放电阻一方面要保证在暂态过程中其分压不至于太高，以至于超过直流母线电容耐压值，引起直流母线电容损坏， 因此需要泄放电阻尽可能小一些。另外一方面，为了保证泄放的效果，在大滑差运行的时候依然能够在暂态过程结束之后顺利自暂态切出，需要电机在大滑差串联Crowbar电阻后异步运行时稳态电流尽可能小一些，由此就需要Crowbar电阻相对大一点。这样，电阻的大小的选择往往成为低电压穿越能够顺利通过的制约因素。常规的有源Crowbar设计更多的是考虑在提高母线耐压等级或者提升变频器的设计余量以保证Crowbar切出时的冲击电流不至于损坏设备。但这些方式实现起来都大幅度的增加了设备成本。因此，随着低电压穿越技术的发展，改进Crowbar结构，以提升低电压穿越可靠性是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于解决上述现有技术中的问题，提供变电阻Crowbar的几种典型结构以及各自控制方法，使得采用变电阻Crowbar结构以及其配套的控制方法后，低电压穿越实现过程中，能够兼顾母线电压的安全和减小电机在大滑差串联Crowbar电阻后异步运行时稳态电流。本专利技术采用的技术方案如下一种用于风力发电低电压穿越的变电阻Crowbar结构，包括不控桥，其输入侧与电机转子出线端相连至少两个可控器件，接在不控桥的输出回路中泄放电阻，与可控器件串联或接在不控桥的输入回路中。进一步地可以用至少两个不控桥组成并联Crowbar结构，各不控桥的输入侧均与电机转子出线端相连，每个不控桥的输出回路中各连接一个可控器件，在每个不控桥中，用泄放电阻与可控器件串联或接在不控桥的输入回路中。也可以采用一个不控桥组成斩波Crowbar结构，该不控桥的输出回路中并联至少两个可控器件，至少一个可控器件串联泄放电阻，该不控桥的输入侧与电机转子出线端相连。一种用于风力发电低电压穿越的变电阻Crowbar结构的控制方法，包括如下步骤1)检测电网电压2)判断电网电压是否跌落，若电网电压跌落，则继续步骤3)，否则返回步骤1)3)将变电阻Crowbar的泄放电阻全部投入，即减小串入转子回路的短路电阻在此后电网电压恢复的过程中，逐步切出变电阻Crowbar的泄放电阻，即逐步增大串入转子回路的短路电阻。进一步地采用并联Crowbar结构，所述步骤3)包括如下详细步骤3. 1)判断输入的直流母线电压和转子电流幅值，若直流母线电压大于等于设定的直流母线最大电压或转子电流幅值大于等于设定的转子电流瞬时最大电流，则控制各 Crowbar同时投入，继续下面的步骤否则不对Crowbar进行操作，继续步骤3. 1)3. 2)判断输入的直流母线电压和转子电流幅值，若直流母线电压小于等于设定的直流母线安全电压并且转子电流幅值小于等于设定的转子电流瞬时安全电流，则控制第一个Crowbar切出而保持其它Crowbar投入的状态，继续下面的步骤否则不对Crowbar进行操作，继续步骤3. 2)3. 3)待设定的延迟时间Td到时后，控制其它Crowbar切出。也可采用斩波Crowbar结构，所述步骤3)包括如下详细步骤3. 1)判断输入的直流母线电压和转子电流幅值，若直流母线电压大于等于设定的直流母线最大电压或转子电流幅值大于等于设定的转子电流瞬时最大电流，则控制 Crowbar的第一个可控器件闭合，投入泄放电阻，在此期间，以设定的占空比发高频脉冲信号控制其它可控器件，使其闭合或者断开，继续下面的步骤否则不对Crowbar进行操作，继续步骤3. 1)3. 2)判断输入的直流母线电压和转子电流幅值，若直流母线电压小于等于设定的直流母线安全电压并且转子电流幅值小于等于设定的转子电流瞬时安全电流，则控制 Crowbar的可控器件同时断开否则保持Crowbar状态。本专利技术的优点在于，本专利技术提供的变电阻Crowbar结构，能够有效地解决低电压穿越过程中无法兼顾母线电压安全和电机在大滑差串联Crowbar电阻后异步运行时稳态电流过大的问题，同时对基本的Crowbar结构改动不多，避免了不必要的成本的增加，并且实现简单。附图说明图1是变电阻Crowbar结构之并联Crowbar结构之一图2是变电阻Crowbar结构之并联Crowbar结构之二图3是变电阻Crowbar结构之斩波Crowbar结构之一图4是变电阻Crowbar结构之斩波Crowbar结构之二图5是变电阻Crowbar结构控制系统控制框图图6是变电阻Crowbar结构控制详图图7是变电阻Crowbar结构之并联Crowbar结构算法图8是变电阻Crowbar结构之斩波Crowbar结构算法。具体实施例方式本专利技术涉及。典型实施例一为变电阻Crowbar结构之并联Crowbar结构，其结构描述及具体实施方式如下图1、图2是变电阻Crowbar结构中并联Crowbar结构的两种典型结构图。如图所示，该用于风力发电低电压穿越的变电阻Crowbar结构的并联Crowbar结构主要包括两个以并联方式连接的Crowbar-Crowbarl、Crowbar2，其中Crow本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于风力发电低电压穿越的变电阻Ｃｒｏｗｂａｒ结构，其特征在于包括：不控桥，其输入侧与电机转子出线端相连：至少两个可控器件，接在不控桥的输出回路中：泄放电阻，与可控器件串联或接在不控桥的输入回路中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑艳文，龚细秀，苑国锋，
申请(专利权)人：北京清能华福风电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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