一種風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，包括開關(guān)單元、維持單元、第一檢測電路和控制單元，所述開關(guān)單元與維持單元并聯(lián)后串接在風(fēng)力發(fā)電機和電網(wǎng)接入點之間，所述控制單元接收第一檢測電路的檢測信號，并向開關(guān)單元和維持單元輸出控制信號。本實用新型公開的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，不需要改造現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機，只需要將本實用新型公開的裝置串聯(lián)到風(fēng)力發(fā)電機和電網(wǎng)接入點之間，就能使風(fēng)力發(fā)電機具有電網(wǎng)故障穿越能力，改造方便；適用于失速型風(fēng)力發(fā)電機、雙饋型風(fēng)力發(fā)電機、直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機等各種風(fēng)力發(fā)電機，適用范圍廣。
【專利說明】—種風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別是指一種風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為新能源發(fā)電的主要方式之一，而中國陸地上的風(fēng)能主要集中在西北、華北和東北，為盡可能多的利用風(fēng)能，同時減少對城市生活的影響，絕大多數(shù)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備設(shè)在偏遠地區(qū)，但是偏遠地區(qū)的電網(wǎng)較弱，容易發(fā)生各種短時間電網(wǎng)故障，例如電網(wǎng)電壓驟降或者電壓突然升高等。一旦出現(xiàn)短時間電網(wǎng)故障，就會使風(fēng)力發(fā)電機故障停機，因此，時而發(fā)生的電網(wǎng)短時間故障導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機無法連續(xù)運行，嚴重影響了風(fēng)力發(fā)電機的效率，為了使風(fēng)力發(fā)電機能夠連續(xù)運行，需要使風(fēng)力發(fā)電機具備短時間電網(wǎng)故障穿越的能力。
[0003]為了使風(fēng)力發(fā)電機具備短時間電網(wǎng)故障穿越能力，目前常采用的方案是改造現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)，但是，這種改造方案的過程復(fù)雜，需要同時對風(fēng)力發(fā)電機的變流器、控制器等進行改造，改造周期長，費用高，且針對失速型風(fēng)力發(fā)電機、雙饋型風(fēng)力發(fā)電機和直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機等都要各自進行改造。另外，還有一種基于動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器(DVR)的改造方式，但是，這種方式所用的拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要增加其他附加設(shè)備，設(shè)備體積大，且補償功能(比如頻率變化、功率等級)受到限制。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是針對上述問題，提供了一種改造方便、適用范圍廣的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術(shù)方案:
[0006]一種風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，包括開關(guān)單元、維持單元、第一檢測電路和控制單元，所述開關(guān)單元與維持單元并聯(lián)后串接在風(fēng)力發(fā)電機和電網(wǎng)接入點之間，所述控制單元接收第一檢測電路的檢測信號，并向開關(guān)單元和維持單元輸出控制信號。
[0007]上述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其中，所述開關(guān)單元包括開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2，且功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2反向并聯(lián)連接。
[0008]上述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其中，所述功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2為半控型開關(guān)，且所述開關(guān)單元還包括與開關(guān)電路并聯(lián)的諧振電路。
[0009]上述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其中，所述諧振電路包括依次串聯(lián)的電容Cl、電阻R2、電感LI和晶閘管T3。
[0010]上述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其中，所述功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2為全控型開關(guān)。
[0011]上述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其中，所述維持單元包括相互串聯(lián)的整流電路和逆變電路，且所述整流電路和逆變電路之間還連接卸放電路和電容C。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:不需要改造現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機，只需要將本實用新型公開的裝置串聯(lián)到風(fēng)力發(fā)電機和電網(wǎng)接入點之間，就能使風(fēng)力發(fā)電機具有電網(wǎng)故障穿越能力，改造方便；適用于失速型風(fēng)力發(fā)電機、雙饋型風(fēng)力發(fā)電機、直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機等各種風(fēng)力發(fā)電機，適用范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實用新型風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置的電路示意圖；
[0016]圖3為本實用新型風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置的工作流程圖。
[0017]其中:1.控制單元，2.第一檢測電路，3.第二檢測電路，4.維持單元，41.整流電路，42.卸放電路，43.逆變電路，5.開關(guān)單元，51.諧振電路，52.開關(guān)電路，6.電網(wǎng)接入點，
7.風(fēng)力發(fā)電機。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0019]如圖1所示，本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，包括開關(guān)單元5、維持單元4、第一檢測電路2和控制單元I，所述開關(guān)單元I與維持單元4并聯(lián)后串接在風(fēng)力發(fā)電機7和電網(wǎng)接入點6之間，第一檢測電路2檢測電網(wǎng)頻率、電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)電流，控制單元I接收第一檢測電路2的檢測信號，并根據(jù)接收到的檢測信號向開關(guān)單元5和維持單元4輸出控制信號。另外，本實用新型提供的裝置還設(shè)有檢測風(fēng)力發(fā)電機功率和電流的第二檢測電路3。
[0020]如圖2所示，開關(guān)單元5包括開關(guān)電路52，開關(guān)電路52包括功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2，且功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2反向并聯(lián)連接；所述功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2可以為全控型開關(guān)或半控型開關(guān)。若功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2為半控型開關(guān)，開關(guān)單元5還應(yīng)包括與開關(guān)電路52并聯(lián)的諧振電路51，且諧振電路51包括依次串聯(lián)的電容Cl、電阻R2、電感LI和晶閘管T3。由于諧振電路51用于在半控型開關(guān)關(guān)斷時，使其電流瞬時為零并維持一段時間，因此電容Cl、電阻R2和電感LI的參數(shù)值應(yīng)與開關(guān)電路52的開關(guān)速度匹配。維持單元4包括相互串聯(lián)的整流電路41和逆變電路43，整流電路41為包含3個橋臂的三相橋式整流電路，逆變電路43為包含3個橋臂的三相橋式逆變電路，且所述整流電路41和逆變電路43之間還連接卸放電路42和電容C，卸放電路42由功率半導(dǎo)體器件S和電阻R組成。另外，為消除諧波，整流電路41的輸入側(cè)設(shè)有由電感L2和電容C2組成的LC濾波電路；所述逆變電路43的輸出側(cè)設(shè)有由電感L3和電容C3組成的LC濾波電路，或者由電感L3、電容C3和電阻R3組成的LRC濾波電路。[0021]如圖3所示，本實用新型提供的電網(wǎng)故障穿越裝置的工作過程為:第一檢測電路2檢測電網(wǎng)頻率、電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)電流，并向控制單元I輸出檢測信號，控制單元I接收第一檢測電路2的檢測信號，并根據(jù)該檢測信號來判斷電網(wǎng)是否故障。若電網(wǎng)頻率波動值>5%電網(wǎng)額定頻率(50Hz )或電網(wǎng)電壓波動值>10%電網(wǎng)額定電壓(690V)，則判定電網(wǎng)故障；否貝U，判定電網(wǎng)正常。若電網(wǎng)正常，控制單元I輸出控制信號使開關(guān)單元5處于閉合狀態(tài)，并控制維持單元5停止工作，于是風(fēng)力發(fā)電機7經(jīng)開關(guān)單元5與電網(wǎng)連接點6連接后向電網(wǎng)輸送電能。若電網(wǎng)故障，控制單元I輸出控制信號使開關(guān)單元5處于關(guān)斷狀態(tài)，使風(fēng)力發(fā)電機7與電網(wǎng)連接點6通過開關(guān)單元5的連接斷開，并控制維持單元4中的逆變電路43輸出與正常電網(wǎng)相同的信號；接著，控制單元I根據(jù)第一檢測電路2的檢測信號判斷電網(wǎng)是否平衡，若電網(wǎng)平衡，控制單元I控制維持單元4向電網(wǎng)輸送有功功率，使風(fēng)力發(fā)電機7產(chǎn)生的電能輸送到電網(wǎng)，實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機7連續(xù)運行；若電網(wǎng)不平衡，控制單元I控制維持單元4向電網(wǎng)輸送無功功率，這時風(fēng)力發(fā)電機7產(chǎn)生的電能雖然不輸送到電網(wǎng)，但是實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機7連續(xù)運行，提高了風(fēng)力發(fā)電機7的運行效率。這樣，即使電網(wǎng)發(fā)生時常發(fā)生短時間故障，風(fēng)力發(fā)電機7在電網(wǎng)故障時正常連續(xù)運行，實現(xiàn)電網(wǎng)故障穿越。
[0022]另外，當(dāng)?shù)谝粰z測電路2檢測到的電網(wǎng)電流異常，或者第二檢測電路3檢測到的風(fēng)力發(fā)電機7的功率或電流異常，控制單元I將控制本實用新型提供的裝置停止工作。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:不需要改造現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機7，只需要將本實用新型公開的裝置串聯(lián)到風(fēng)力發(fā)電機7和電網(wǎng)接入點6之間，就能使風(fēng)力發(fā)電機7具有電網(wǎng)故障穿越能力，改造方便；適用于失速型風(fēng)力發(fā)電機、雙饋型風(fēng)力發(fā)電機、直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機等各種風(fēng)力發(fā)電機，適用范圍廣。
[0024]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其特征在于，包括開關(guān)單元、維持單元、第一檢測電路和控制單元，所述開關(guān)單元與維持單元并聯(lián)后串接在風(fēng)力發(fā)電機和電網(wǎng)接入點之間，所述控制單元接收第一檢測電路的檢測信號，并向開關(guān)單元和維持單元輸出控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元包括開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2，且功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2反向并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其特征在于，所述功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2為半控型開關(guān)，且所述開關(guān)單元還包括與開關(guān)電路并聯(lián)的諧振電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其特征在于，所述諧振電路包括依次串聯(lián)的電容Cl、電阻R2、電感LI和晶閘管T3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其特征在于，所述功率開關(guān)Tl和功率開關(guān)T2為全控型開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)故障穿越裝置，其特征在于，所述維持單元包括相互串聯(lián)的整流電路和逆變電路，且所述整流電路和逆變電路之間還連接卸放電路和電容C。
【文檔編號】H02J3/38GK203707797SQ201320850663
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】王江城 申請人:浙江海得新能源有限公司