風力發(fā)電機組的高電壓穿越測試設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種風力發(fā)電機組的高電壓穿越測試裝置，所述高電壓穿越測試設備包括：限流電抗器組，包括電抗器和可控斷路器；并聯(lián)電容器組C1，包括多個電容器和與之相連的電容器開關，當電容器開關接通時，與該電容器開關串聯(lián)的電容器接入電路被啟用；可控斷路器CB1、CB3，可控斷路器CB1連接到變壓器10，可控斷路器CB3連接到風力發(fā)電機組；晶閘管T1，通過控制晶閘管通斷來改變并聯(lián)電容器組C1的投入，從而改變測試點A的電壓的變化，實現(xiàn)對被測風電機組高電壓穿越的測試。通過根據(jù)示例性實施例的高電壓穿越測試裝置能夠逼真地模擬實際電網(wǎng)的高電壓故障，能夠準確反映風電機組的高電壓穿越性能。
【專利說明】風力發(fā)電機組的高電壓穿越測試設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高電壓穿越測試設備，尤其涉及一種風力發(fā)電機組的高電壓穿越測試設備。
【背景技術】
[0002]隨著風力發(fā)電在電力系統(tǒng)中所占比例越來越大,風力發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響已不能忽略。特別對于中國風電大規(guī)模集中接入的方式，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障造成風機端口電壓(機端電壓)高于某一限值時，風電機組就會自動脫網(wǎng)，從而造成電網(wǎng)電壓和頻率的波動，嚴重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
[0003]對于風機制造商來說，必須證明風機完全滿足電網(wǎng)標準關于高電壓穿越的要求(高電壓穿越一般是指當電力系統(tǒng)事故或擾動引起并網(wǎng)點電壓升高時，在一定的電壓升高和時間范圍內(nèi)，風電機組能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行，并提供相應的故障恢復電流。與高電壓穿越相對的是低電壓穿越。對于高電壓穿越，澳大利亞規(guī)定是電壓上升至額定電壓的130%時，發(fā)電設備應維持60ms不脫網(wǎng))。一種常用的方式是人為地產(chǎn)生高電壓來測試風力發(fā)電機組，所以必須使用一個特殊的高電壓試驗設備來測試風電機組的高電壓穿越能力，最大限度地減少對電網(wǎng)的影響。
[0004]目前已有的一種風電機組高電壓穿越測試裝置，采用電力電子器件構建的變流器，變流器由整流器、直流環(huán)節(jié)和逆變器組成，變流器串聯(lián)在電網(wǎng)和被測風電機組之間，通過控制電力電子器件的通斷來改變變流器逆變側的輸出電壓，實現(xiàn)對被測風電機組不同電壓等級故障的模擬測試。
[0005]上述公開的有關高電壓穿越能力的測試裝置能夠滿足對風電機組高電壓穿越的測試，所采用的方案是變流器型方案。但是該測試裝置與電網(wǎng)真實的高電壓故障的情況并不是很相同。在現(xiàn)有的風電機組中，如果電網(wǎng)出現(xiàn)高電壓故障使得風電機組的機端電壓升高，則風電機組會發(fā)出感性無功功率(直驅風電機組和雙饋風電機組均能夠發(fā)出感性無功功率，只有早先的直接并網(wǎng)的異步風電機組不能發(fā)出感性無功功率)，感性無功功率將會降低機端電壓(一般是降低一定程度，但并不能降低到發(fā)生高電壓故障之前的低電壓)，從而風電機組在機端電壓被降低的情況下繼續(xù)運行。而如果采用變流器方案去模擬電網(wǎng)中出現(xiàn)的高電壓故障，由于是通過控制電力電子器件的通斷的方式來提高風電機組的機端電壓，風電機組端口電壓并不會隨著風機發(fā)感性無功功率而降低，所以變流器型高電壓穿越測試設備，與真實的高電網(wǎng)故障并不相同。
[0006]由此可見，現(xiàn)有技術的高電壓穿越測試裝置不能逼真地模擬實際電網(wǎng)的高電壓故障，不能準確反映風電機組的高電壓穿越性能。
實用新型內(nèi)容
[0007]為了解決上面提到的技術問題，本實用新型的目的在于提供一種基于限流阻抗和快速控制電容器的方案，該測試裝置更能模擬電網(wǎng)真實的高電壓故障。[0008]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的實施例，提供了一種風電機組高電壓穿越測試設備，具有分別連接到風電機組的各個相的多個部分，所述多個部分中的每個部分包括:限流電抗器組，包括電抗器和第二可控斷路器，其中，第二可控斷路器用于投入所述電抗器或者旁路所述電抗器；并聯(lián)電容器組，包括多個電容器和分別與各個電容器串聯(lián)連接的多個電容器開關，當某個電容器開關接通時，與該電容器開關串聯(lián)連接的電容器被投入電路，并與并聯(lián)電容器組中的其他被投入的電容器并聯(lián)，并聯(lián)電容器組能夠與所述測試設備的連接到其他相的部分中的并聯(lián)電容器組以及中性線電連接；第一可控斷路器和第三可控斷路器，第一可控斷路器連接到與電網(wǎng)連接的變壓器，第三可控斷路器連接到風力發(fā)電機組；電力電子開關器件，通過控制電力電子開關器件的通斷來控制并聯(lián)電容器組的投入和切出，從而改變測試點的電壓，實現(xiàn)對被測風電機組的測試。
[0009]所述測試設備的連接到風電機組的各個相的各個部分還包括:第四可控斷路器，第四可控斷路器與該部分中的其他元器件并聯(lián)，當?shù)谒目煽財嗦菲鏖]合且第一可控斷路器和第三可控斷路器斷開時，所述測試設備被完全旁路，從而能夠被檢修；在使用所述測試設備進行測試時，斷開第四可控斷路器。
[0010]所述的測試設備還包括:第五可控斷路器，第五可控斷路器用于將所述測試設備的連接到各個相的各個部分中的并聯(lián)電容器組與中性線電連接。
[0011]可控斷路器具有過流保護模塊，用于在測試時保護所述測試設備和風機。
[0012]測試點在限流電抗器組與所述電力電子開關器件之間。
[0013]所述測試設備能夠在測試點A產(chǎn)生大小為額定電壓的I倍到1.35倍之間的電壓。
[0014]第二斷路器在測試前閉合，在測試時斷開。
[0015]所述電抗器的阻抗值X1滿足:
【權利要求】
1.一種風電機組高電壓穿越測試設備，其特征在于，所述測試設備具有分別連接到風電機組的各個相的多個部分，所述多個部分中的每個部分包括: 限流電抗器組，包括電抗器和第二可控斷路器，其中，第二可控斷路器用于投入所述電抗器或者旁路所述電抗器； 并聯(lián)電容器組，包括多個電容器和分別與各個電容器串聯(lián)連接的多個電容器開關，當某個電容器開關接通時，與該電容器開關串聯(lián)連接的電容器被投入電路，并與并聯(lián)電容器組中的其他被投入的電容器并聯(lián)，并聯(lián)電容器組能夠與所述測試設備的連接到其他相的部分中的并聯(lián)電容器組以及中性線電連接； 第一可控斷路器和第三可控斷路器，第一可控斷路器連接到與電網(wǎng)連接的變壓器，第三可控斷路器連接到風力發(fā)電機組； 電力電子開關器件，通過控制電力電子開關器件的通斷來控制并聯(lián)電容器組的投入和切出，從而改變測試點的電壓，實現(xiàn)對被測風電機組的測試。
2.根據(jù)權利要求1所述的測試設備，其特征在于，所述測試設備的連接到風電機組的各個相的各個部分還包括: 第四可控斷路器，第四可控斷路器與該部分中的其他元器件并聯(lián)，當?shù)谒目煽財嗦菲鏖]合且第一可控斷路器和第三可控斷路器斷開時，所述測試設備被完全旁路，從而能夠被檢修；第四可控斷路器在使用所述測試設備進行測試時斷開。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的測試設備，其特征在于，所述測試設備還包括: 第五可控斷路器，第五可控斷路器用于將所述測試設備的連接到各個相的各個部分中的并聯(lián)電容器組與中性線電連接。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的測試設備，其特征在于， 可控斷路器具有過流保護模塊，用于在測試時保護所述測試設備和風機。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的測試設備，其特征在于， 測試點在限流電抗器組與所述電力電子開關器件之間。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的測試設備，其特征在于，所述電抗器的阻抗值X1滿足:
7.根據(jù)權利要求1或2所述的測試設備，其特征在于，限流電抗器組中的電抗器在變壓器的高壓側的阻抗值Xi1滿足:
8.根據(jù)權利要求1或2所述的測試設備，其特征在于， 所述電力電子開關器件是晶閘管或者IGBT。
【文檔編號】G01R31/34GK203561735SQ201320516293
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2013年8月22日
【發(fā)明者】王海龍, 喬元 申請人:北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司