一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，該直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)包括：依次電連接的直驅(qū)風機、并網(wǎng)變換器和電網(wǎng)系統(tǒng)；其中直驅(qū)風機與并網(wǎng)變換器通過直流母線相連，直流母線之間并聯(lián)有直流母線電容；故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)還包括：連接于并網(wǎng)變換器與電網(wǎng)系統(tǒng)之間線路的網(wǎng)側(cè)電壓檢測器，與網(wǎng)側(cè)電壓檢測器電連接的直流母線電壓比較器；并聯(lián)于直流母線的飛輪儲能變換器，飛輪儲能變換器與直流母線電壓比較器電連接。本實用新型的技術(shù)方案能夠平衡直流母線電壓，提高直驅(qū)風機的故障穿越能力，并提高電網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)的化石能源的增速相比，新能源(如風能、光能等可再生能源)在過去幾年的增長率均超過30%，是增長最快的能源領(lǐng)域之一。由于新興國家對能源需求的不斷增長以及歐美等國對環(huán)境問題的持續(xù)關(guān)注，使得新能源在未來能源問題上的重要性日益增長。風能和光能作為可再生新能源，由于其具備來源廣、儲量大以及無污染等優(yōu)點正日益受到人們的關(guān)注。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，在風能的使用上，一般通過直驅(qū)風機采集風能，以獲取較大容量的風能。具體地，將直驅(qū)風機通過并網(wǎng)變換器并入常規(guī)的電網(wǎng)系統(tǒng)，與電力網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)高效、靈活的互聯(lián)。其中，并網(wǎng)變換器正如同步電機在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中所扮演的中心角色一樣，使得直驅(qū)風機與光伏系統(tǒng)的電能有效地接入到電網(wǎng)系統(tǒng)中。
[0004]但是，并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)故障會導致并網(wǎng)變換器并網(wǎng)點電壓跌落或抬升，如果不具備故障穿越能力，并網(wǎng)變換器在直驅(qū)風機一側(cè)電壓(即直流側(cè)電壓)也會變化，直驅(qū)風機檢測到直流側(cè)電壓變化后，考慮自身安全原因，一般都會與電網(wǎng)系統(tǒng)自動解列;直驅(qū)風機與電網(wǎng)系統(tǒng)解列，往往會惡化電網(wǎng)穩(wěn)定性，甚至會加劇電網(wǎng)故障導致電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰。例如:2011年甘肅的某風電場在低電壓故障后，由于電網(wǎng)內(nèi)無功補償裝置不具備自投切功能，造成局部電網(wǎng)無功功率過高，進而電壓抬高過剩，使得部分直驅(qū)風機因高電壓保護動作與電網(wǎng)自動解列，由于該直驅(qū)風機無法不脫離電網(wǎng)繼續(xù)運行，即不能夠?qū)崿F(xiàn)故障穿越，導致第二批直驅(qū)風機脫網(wǎng)，數(shù)量甚至超過了低電壓脫網(wǎng)的直驅(qū)風機的數(shù)量，對電網(wǎng)安全造成較大的影響。
[0005]綜上所述，如何提高直驅(qū)風機的故障穿越能力成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型實施例中提供了一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的直驅(qū)風機故障穿越能力不強，電網(wǎng)安全性低下問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例公開了如下技術(shù)方案:
[0008]本實用新型提供了一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，包括:
[0009]依次電連接的直驅(qū)風機、并網(wǎng)變換器和電網(wǎng)系統(tǒng);其中，所述直驅(qū)風機與所述并網(wǎng)變換器通過直流母線相連，所述直流母線之間并聯(lián)有直流母線電容;所述故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)還包括:
[0010]連接于所述并網(wǎng)變換器與所述電網(wǎng)系統(tǒng)之間線路的網(wǎng)側(cè)電壓檢測器，用于檢測所述并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)點電壓；
[0011]與所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器電連接的直流母線電壓比較器，用于比較并網(wǎng)變換器直流側(cè)的直流母線電壓與預(yù)設(shè)直流母線電壓限值的大??；
[0012]并聯(lián)于所述直流母線的飛輪儲能變換器，所述飛輪儲能變換器還與所述直流母線電壓比較器電連接，用于從所述直流母線吸收直驅(qū)風機釋放的電能或通過所述直流母線向所述并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。
[0013]優(yōu)選地，所述直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)還包括:
[0014]第一直流母線電壓判別器，用于判斷并網(wǎng)變換器直流側(cè)的直流母線電壓的大?。?br>[0015]所述飛輪儲能變換器還與所述第一直流母線電壓判別器電連接，用于若所述第一直流母線電壓判別器判定所述并網(wǎng)變換器直流側(cè)的直流母線電壓大于或等于第一預(yù)設(shè)直流電壓限值，從所述直流母線吸收直驅(qū)風機釋放的電能；
[0016]所述飛輪儲能變換器，還用于若所述第一直流母線電壓判別器判定所述并網(wǎng)變換器直流側(cè)的直流母線電壓小于或等于第二預(yù)設(shè)直流電壓限值，則通過所述直流母線向所述并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能;其中，所述第一預(yù)設(shè)直流電壓限值大于所述第二預(yù)設(shè)直流電壓限值。
[0017]優(yōu)選地，所述直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)還包括:
[0018]有功電流補償計算器，用于根據(jù)所述直流母線電壓與額定直流母線電壓之間電壓差，計算有功電流補償量；
[0019]與所述有功電流補償計算器電連接的電能計算器，用于根據(jù)所述有功電流補償計算器計算的有功電流補償量與電能差量的對應(yīng)關(guān)系，計算所述飛輪儲能變換器吸收或釋放的電能量；
[0020]所述飛輪儲能變換器還與所述電能計算器電連接，用于根據(jù)所述電能計算器計算的電能量從所述直流母線吸收所述直驅(qū)風機釋放的電能或通過所述直流母線向所述并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。
[0021]優(yōu)選地，所述并網(wǎng)變換器，還用于若所述并網(wǎng)點電壓不在所述預(yù)設(shè)電網(wǎng)電壓限值區(qū)間內(nèi)時，向電網(wǎng)系統(tǒng)輸出無功電流，以平衡電網(wǎng)系統(tǒng)電壓;所述并網(wǎng)變換器具體包括:
[0022]并網(wǎng)點電壓子判別器，用于判斷所述并網(wǎng)點電壓是否大于或等于最高無功輸出判定電壓以及用于判斷所述并網(wǎng)點電壓是否小于或等于最低無功輸出判定電壓；
[0023]與所述并網(wǎng)點電壓子判別器電連接的感性無功電流輸出子模塊，所述感性無功電流輸出子模塊還與所述電網(wǎng)系統(tǒng)電連接，用于若所述并網(wǎng)點電壓子判別器判定所述并網(wǎng)點電壓大于或等于最高無功輸出判定電壓時，向所述電網(wǎng)系統(tǒng)輸出感性無功電流，以降低所述并網(wǎng)點電壓；
[0024]與所述并網(wǎng)點電壓子判別器電連接的容性無功電流輸出子模塊，所述容性無功電流輸出子模塊還與所述電網(wǎng)系統(tǒng)電連接，用于若所述并網(wǎng)點電壓子判別器判定所述并網(wǎng)點電壓小于或等于最低無功輸出判定電壓時，向所述電網(wǎng)系統(tǒng)輸出容性無功電流，以提高所述并網(wǎng)點電壓。
[0025]優(yōu)選地，所述直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)還包括:
[0026]與所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器電連接的第二直流母線電壓判別器，用于若所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器檢測到并網(wǎng)點電壓未超出所述預(yù)設(shè)電壓限值區(qū)間時，判斷所述直流母線電壓與額定直流母線電壓的大??；
[0027]與所述第二直流母線電壓判別器電連接的消耗有功電流量計算器，用于若所述第二直流母線電壓判別器判定直流母線電壓大于所述額定直流母線電壓時，根據(jù)所述直流母線電壓與所述額定直流母線電壓之間的第一電壓差量，計算消耗有功電流量；
[0028]與所述消耗有功電流量計算器電連接的消耗有功功率量計算器，用于根據(jù)所述消耗有功電流量計算消耗有功功率量，所述并網(wǎng)變換器還用于根據(jù)所述消耗有功功率量計算器計算的消耗有功功率量消耗所述直驅(qū)風機釋放的電能；
[0029]與所述第二直流母線電壓判別器電連接的釋放有功電流量計算器，用于若第二直流母線電壓判別器判定所述直流母線電壓小于所述額定直流母線電壓時，根據(jù)直流母線電壓與所述額定直流母線電壓之間的第二電壓差量，計算釋放有功電流量；
[0030]與所述釋放有功電流量計算器電連接的釋放有功功率量計算器，用于根據(jù)所述釋放有功電流量計算釋放有功功率量；
[0031]所述并網(wǎng)變換器還與所述釋放有功功率量計算器電連接，用于根據(jù)所述釋放有功功率量計算器計算的釋放有功功率量向所述電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。
[0032]優(yōu)選地，所述飛輪儲能變換器具體包括:飛輪和整流/逆變器。
[0033]由以上技術(shù)方案可見，本實用新型實施例提供的直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，通過檢測并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)點電壓;根據(jù)該并網(wǎng)點電壓是否在預(yù)設(shè)電網(wǎng)電壓限值區(qū)間內(nèi)，以判斷并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)是否發(fā)生故障，如【背景技術(shù)】所述，并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)若出現(xiàn)電壓變化，也將導致并網(wǎng)變換器直流側(cè)電壓發(fā)生變化，因此，在并網(wǎng)點電壓不在預(yù)設(shè)電網(wǎng)電壓限值區(qū)間內(nèi)時，需要計算并網(wǎng)變換器直流側(cè)的直流母線電壓，根據(jù)直流母線電壓與預(yù)設(shè)直流母線電壓限值的關(guān)系，判斷直流母線電壓是否出現(xiàn)較大變化;若直流母線電壓出現(xiàn)較大變化，直驅(qū)風機有可能與電網(wǎng)系統(tǒng)解列，導致電網(wǎng)系統(tǒng)安全性降低，因此，在直流母線電壓出現(xiàn)較大變化時，通過并聯(lián)于直流母線的飛輪儲能變換器從直流母線吸收直驅(qū)風機釋放的電能或通過直流母線向并網(wǎng)變換網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能，以平衡直流母線上的電壓，從而防止直驅(qū)風機與并網(wǎng)變換器一側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)解列，從而提高了直驅(qū)風機的故障穿越功能，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。同時，飛輪儲能變換器向電網(wǎng)系統(tǒng)釋放的電能為預(yù)先存儲的吸收的直驅(qū)風機釋放的電能，因此能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的效果。
【附圖說明】
[0034]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，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，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。
[0035]圖1為本實用新型實施例提供的一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本實用新型實施例提供的一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3為本實用新型實施例提供的一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4為本實用新型實施例提供的一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5為本實用新型實施例提供的一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖6為本實用新型實施例提供的一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0041]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案，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)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本實用新型保護的范圍。
[0042]請參見圖1，圖1為本實用新型實施例提供的一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，如圖1所示，該直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)包括:依次電連接的直驅(qū)風機11、并網(wǎng)變換器12和電網(wǎng)系統(tǒng)13，其中，所述直驅(qū)風機11與所述并網(wǎng)變換器12通過直流母線14電連接，所述直流母線14之間并聯(lián)有直流母線電容141;所述故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)還包括:
[0043]連接于所述并網(wǎng)變換器12與所述電網(wǎng)系統(tǒng)13之間線路的網(wǎng)側(cè)電壓檢測器15，用于檢測所述并網(wǎng)變換器12網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)點電壓；
[0044]通過檢測并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)點電壓(即網(wǎng)側(cè)電壓)，能夠判斷網(wǎng)側(cè)電壓是否正常，電網(wǎng)系統(tǒng)13是否發(fā)生故障，若電網(wǎng)系統(tǒng)13若發(fā)生故障，會影響到并網(wǎng)變換器直流側(cè)的電壓的變化，從而使得直驅(qū)風機11容易與電網(wǎng)系統(tǒng)13發(fā)生解列。
[0045]與所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器15電連接的直流母線電壓比較器17，用于比較并網(wǎng)變換器12直流側(cè)的直流母線電壓與預(yù)設(shè)直流母線電壓限值的大??；
[0046]并聯(lián)于所述直流母線14的飛輪儲能變換器16，所述飛輪儲能變換器16還與所述直流母線電壓比較器17電連接，用于根據(jù)所述直流母線電壓比較器17比較的并網(wǎng)變換器12直流側(cè)的直流母線電壓與預(yù)設(shè)直流母線電壓限值的大小，從所述直流母線14吸收直驅(qū)風機11釋放的電能或通過所述直流母線14向所述并網(wǎng)變換器12網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)13釋放電能。
[0047]具體地，可以判斷并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的三相電網(wǎng)電壓的正序分量是否高于額定電壓的1.1pu或者低于額定電壓的0.9pu，若三相電網(wǎng)電壓的正序分量高于額定電壓的1.1pu或者低于額定電壓的0.9pu，則判定并網(wǎng)點電壓出現(xiàn)故障。
[0048]如【背景技術(shù)】中所述:并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)13故障會導致并網(wǎng)變換器并網(wǎng)點電壓跌落或抬升，如果不具備故障穿越能力，并網(wǎng)變換器直流側(cè)電壓也會變化。因此，需要進一步判斷并網(wǎng)變換器直流側(cè)的直流母線電壓大小，以方便對并網(wǎng)變換器直流側(cè)的直驅(qū)風機11進行故障穿越處理，以防止直驅(qū)風機與電網(wǎng)自動解列，導致降低電網(wǎng)安全性。
[0049]在直流母線電壓(即并網(wǎng)變換器直流側(cè)電壓)出現(xiàn)較大變化時，通過并聯(lián)于直流母線14的飛輪儲能變換器16從直流母線14吸收直驅(qū)風機釋放的電能或通過直流母線14向并網(wǎng)變換網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)13釋放電能，以平衡直流母線14上的電壓，從而防止直驅(qū)風機與并網(wǎng)變換器一側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)13解列，從而提高了直驅(qū)風機的故障穿越功能，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)13的安全性與穩(wěn)定性。同時，飛輪儲能變換器16向電網(wǎng)系統(tǒng)13釋放的電能為預(yù)先存儲的直驅(qū)風機釋放的電能，因此能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的效果。
[0050]其中，飛輪儲能變換器16包括飛輪161和整流/逆變器162，該整流/逆變器162能夠?qū)崿F(xiàn)整流器和逆變器的功能。
[0051]如圖2所示，直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)除了圖1所示的各個結(jié)構(gòu)模塊外還包括:
[0052]第一直流母線電壓判別器18，用于判斷所述并網(wǎng)變換器12直流側(cè)的直流母線電壓分別與第一預(yù)設(shè)直流電壓限值和第二預(yù)設(shè)直流電壓限值的大??；
[0053]所述飛輪儲能變換器16還與所述第一直流母線電壓判別器18電連接，還用于若所述第一直流母線電壓判別器18判定所述并網(wǎng)變換器12直流側(cè)的直流母線電壓大于或等于第一預(yù)設(shè)直流電壓限值，從所述直流母線14吸收直驅(qū)風機11釋放的電能。
[0054]當并網(wǎng)變換器12直流側(cè)的直流母線電壓大于或等于第一預(yù)設(shè)直流電壓限值時，說明直流母線電壓過高，直驅(qū)風機11可能因為高壓直流電與電網(wǎng)系統(tǒng)13自動解列，此時，通過飛輪儲能變換器16從直流母線14吸收直驅(qū)風機11釋放的電能，從而降低直流母線14上的電壓，實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)13的高壓電穿越，降低直驅(qū)風機11因為直流母線電壓過高與電網(wǎng)系統(tǒng)13自動解列的可能性，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)13的安全性與穩(wěn)定性。
[0055]所述飛輪儲能變換器16，還用于若所述第一直流母線電壓判別器18判定所述并網(wǎng)變換器12直流側(cè)的直流母線電壓小于或等于第二預(yù)設(shè)直流電壓限值，通過所述直流母線14向所述并網(wǎng)變換器12網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)13釋放電能；其中，所述第一預(yù)設(shè)直流電壓限值大于所述第二預(yù)設(shè)直流電壓限值。
[0056]當并網(wǎng)變換器12直流側(cè)的直流母線電壓小于或等于第二預(yù)設(shè)直流電壓限值時，說明直流母線電壓過低，直驅(qū)風機11可能因此與電網(wǎng)系統(tǒng)13自動解列，此時，飛輪儲能變換器16通過直流母線14向并網(wǎng)變換器12網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)13釋放電能，能夠提高直流母線14上的直流電壓，實現(xiàn)低壓電穿越，降低直驅(qū)風機11因為直流母線電壓過低與電網(wǎng)系統(tǒng)13自動解列的可能性，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)13的安全性與穩(wěn)定性。
[0057]綜上，飛輪儲能變換器16能夠根據(jù)并網(wǎng)變換器12直流側(cè)電壓的大小，執(zhí)行充放電操作，從而提高電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。同時，飛輪儲能變換器16向電網(wǎng)系統(tǒng)13釋放的電能為從直流母線14吸收的直驅(qū)風機11釋放的電能，從而實現(xiàn)了直驅(qū)風機11電能的重復利用，達到了節(jié)能的效果。
[0058]如圖3所示，圖3示出的直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)除了圖1所示的各個結(jié)構(gòu)模塊外，還包括:
[0059]有功電流補償計算器301，用于根據(jù)所述直流母線電壓比較器17比較出的直流母線電壓與額定直流母線電壓之間電壓差，計算有功電流補償量；
[0060]與所述有功電流補償計算器301電連接的電能計算器302，用于根據(jù)所述有功電流補償計算器301計算的有功電流補償量與電能差量的對應(yīng)關(guān)系，計算所述飛輪儲能變換器16吸收或釋放的電能；
[0061]所述飛輪儲能變換器16還與所述電能計算器302電連接，用于根據(jù)所述電能計算器302計算的電能量從所述直流母線14吸收所述直驅(qū)風機11釋放的電能或通過所述直流母線14向所述并網(wǎng)變換器12網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。
[0062]飛輪儲能變換器16根據(jù)直流母線14電壓與額定母線電壓之間電壓差，計算有功電流補償量，然后根據(jù)該有功電流補償量與電能差量的對應(yīng)關(guān)系，計算飛輪儲能變換器16吸收或釋放的電能，該計算的電能即為飛輪儲能變換器16從直流母線14吸收的直驅(qū)風機11釋放的電能或向電網(wǎng)系統(tǒng)釋放的電能。上述方法實現(xiàn)了根據(jù)直流母線電壓的充放電過程。
[0063]請參見圖4，并網(wǎng)變換器12，還用于若所述并網(wǎng)點電壓不在所述預(yù)設(shè)電網(wǎng)電壓限值區(qū)間內(nèi)時，向所述電網(wǎng)系統(tǒng)13輸出無功電流，以平衡電網(wǎng)系統(tǒng)13的電壓;所述并網(wǎng)變換器12具體包括:
[0064]并網(wǎng)點電壓子判別器121，用于判斷所述并網(wǎng)點電壓是否大于或等于最高無功輸出判定電壓以及用于判斷并網(wǎng)點電壓是否小于或等于最低無功輸出判定電壓；
[0065]與所述并網(wǎng)點電壓子判別器121電連接的感性無功電流輸出子模塊122，所述感性無功電流輸出子模塊122還與所述電網(wǎng)系統(tǒng)13電連接，用于若所述并網(wǎng)點電壓子判別器121判定所述并網(wǎng)點電壓大于或等于最高無功輸出判定電壓時，向所述電網(wǎng)系統(tǒng)13輸出感性無功電流，以降低所述并網(wǎng)點電壓。
[0066]當電網(wǎng)系統(tǒng)13的并網(wǎng)點電壓大于或等于最高無功輸出判定電壓時，通過并網(wǎng)變換器12向該并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)輸出感性無功電流，即向電網(wǎng)輸出感性無功功率，從而能夠降低電網(wǎng)的網(wǎng)側(cè)電壓，從而利于并網(wǎng)點電壓恢復到正常值。
[0067]與所述并網(wǎng)點電壓子判別器121電連接的容性無功電流輸出子模塊123，所述容性無功電流輸出子模塊123還與所述電網(wǎng)系統(tǒng)13電連接，用于若所述并網(wǎng)點電壓子判別器121判定所述并網(wǎng)點電壓小于或等于最低無功輸出判定電壓時，向所述電網(wǎng)系統(tǒng)13輸出容性無功電流，以提高所述并網(wǎng)點電壓。
[0068]例如，當電網(wǎng)系統(tǒng)13的三相電網(wǎng)實測電壓小于或等于最低無功輸出判定電壓時，并網(wǎng)變換器向電網(wǎng)系統(tǒng)輸出容性無功電流，即向電網(wǎng)輸出感性無功功率，從而提高網(wǎng)側(cè)電壓，從而使得并網(wǎng)點電壓恢復到正常值。
[0069]通過上述過程可知，通過并網(wǎng)變換器12根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)13的電壓情況向電網(wǎng)系統(tǒng)13輸出感性無功電流或者容性無功電流，從而平衡網(wǎng)側(cè)電壓，能夠使得并網(wǎng)變換器12的網(wǎng)側(cè)電壓恢復到正常范圍之內(nèi)，進一步降低并網(wǎng)變換器12網(wǎng)側(cè)電壓超標導致并網(wǎng)變換器12直流側(cè)電壓出現(xiàn)較大變化，風電機組11與電網(wǎng)系統(tǒng)13解列的可能性，從而保持了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。
[0070]如圖5所示，圖5所示的直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)除了圖1所示的各個結(jié)構(gòu)模塊外還包括:
[0071]與所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器15電連接的第二直流母線電壓判別器510，用于若所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器15檢測到并網(wǎng)點電壓未超出所述預(yù)設(shè)電壓限值區(qū)間時，判斷所述直流母線電壓與額定直流母線電壓的大小。
[0072]通過判斷直流母線電壓與額定直流母線電壓的大小，從而判斷直流母線電壓是否超出正常范圍，并網(wǎng)變換器12進一步對超過正常范圍的直流母線電壓進行調(diào)節(jié)，以將所述直流母線電壓恢復到正常值。當然，并網(wǎng)變換器12的調(diào)節(jié)是在電網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)點電壓未超出預(yù)設(shè)電壓限值區(qū)間的情況下進行的。
[0073 ]與所述第二直流母線電壓判別器510電連接的消耗有功電流量計算器520，用于若所述第二直流母線電壓判別器510判定直流母線電壓大于所述額定直流母線電壓時，根據(jù)所述直流母線電壓與所述額定直流母線電壓之間的第一電壓差量，計算消耗有功電流量。
[0074]與所述消耗有功電流量計算器520電連接的消耗有功功率量計算器530，用于根據(jù)所述消耗有功電流量計算消耗有功功率量，所述并網(wǎng)變換器12還用于根據(jù)所述消耗有功功率量計算器530計算的消耗有功功率量消耗所述直驅(qū)風機11釋放的電能。
[0075]通過上述結(jié)構(gòu)的工作過程，實現(xiàn)了消耗直驅(qū)風機11釋放的多余電能的效果，從而進一步維持電網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)點電壓穩(wěn)定，從而進一步提高了負反饋調(diào)節(jié)的能力，提高了對尚電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的有序性和穩(wěn)定性。
[0076]同時，還包括:
[0077]與所述第二直流母線電壓判別器510電連接的釋放有功電流量計算器540，用于若第二直流母線電壓判別器510判定所述直流母線電壓小于所述額定直流母線電壓時，根據(jù)直流母線電壓與所述額定直流母線電壓之間的第二電壓差量，計算釋放有功電流量；
[0078]與所述釋放有功電流量計算器540電連接的釋放有功功率量計算器550，用于根據(jù)所述釋放有功電流量計算器540計算的釋放有功電流量釋放有功功率量；
[0079]所述并網(wǎng)變換器12還與所述釋放有功功率量計算器550電連接，還用于根據(jù)所述釋放有功功率量計算器550計算的釋放有功功率量向所述電網(wǎng)系統(tǒng)13釋放電能。
[0080]通過上述過程，并網(wǎng)變換器12實現(xiàn)了提高電網(wǎng)系統(tǒng)有功功率的操作，進一步提高了并網(wǎng)變換器12對電網(wǎng)系統(tǒng)13的負反饋調(diào)節(jié)能力，提高了對低電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的有序性和穩(wěn)定性。
[0081]作為一種較佳的實施例，請參見圖6，圖6是本實施例提供的一種并網(wǎng)變換器的控制框圖，如圖6所示，依據(jù)并網(wǎng)變換器的數(shù)學模型，將兩相同步坐標系d軸定向于電網(wǎng)電壓矢量的方向上，就得到電網(wǎng)電壓定向控制策略。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，電壓外環(huán)主要控制三相脈寬調(diào)制整流器的直流側(cè)電壓、直流電壓給定值與反饋值之間的偏差，經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后輸出為有功電流給定id*，其值決定有功功率的大小，符號決定有功功率的流向。電流內(nèi)環(huán)按照電壓外環(huán)輸出的電流指令進行電流控制，為消除d、q軸間電流耦合和消除電網(wǎng)電壓擾動，引入電流反饋《Liq和《Lid進行解耦，并引入電網(wǎng)電壓進行前饋補償，從而實現(xiàn)了 d、q軸電流的獨立控制。為實現(xiàn)功率因數(shù)為I的整流或逆變，應(yīng)使無功電流分量i q* = O。其中，各個調(diào)節(jié)器采用PI控制。
[0082]為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種模塊分別描述。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置或系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。
[0083]需要說明的是，在本文中，諸如“第一”和“第二”等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0084]以上所述僅是本實用新型的【具體實施方式】，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
[0085]以上所述僅是本實用新型的【具體實施方式】，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 依次電連接的直驅(qū)風機、并網(wǎng)變換器和電網(wǎng)系統(tǒng);其中，所述直驅(qū)風機與所述并網(wǎng)變換器通過直流母線相連，所述直流母線之間并聯(lián)有直流母線電容;所述故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)還包括: 連接于所述并網(wǎng)變換器與所述電網(wǎng)系統(tǒng)之間線路的網(wǎng)側(cè)電壓檢測器； 與所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器電連接的直流母線電壓比較器； 并聯(lián)于所述直流母線的飛輪儲能變換器，所述飛輪儲能變換器還與所述直流母線電壓比較器電連接，用于從所述直流母線吸收直驅(qū)風機釋放的電能或通過所述直流母線向所述并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第一直流母線電壓判別器，用于判斷所述并網(wǎng)變換器直流側(cè)的直流母線電壓分別與第一預(yù)設(shè)直流電壓限值和第二預(yù)設(shè)直流電壓限值的大小；其中，所述第一預(yù)設(shè)直流電壓限值大于所述第二預(yù)設(shè)直流電壓限值； 所述飛輪儲能變換器還與所述第一直流母線電壓判別器電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 有功電流補償計算器，用于根據(jù)所述直流母線電壓與額定直流母線電壓之間電壓差，計算有功電流補償量； 與所述有功電流補償計算器電連接的電能計算器，用于根據(jù)所述有功電流補償計算器計算的有功電流補償量與電能差量的對應(yīng)關(guān)系，計算所述飛輪儲能變換器吸收或釋放的電會 所述飛輪儲能變換器還與所述電能計算器電連接，用于根據(jù)所述電能計算器計算的電能量從所述直流母線吸收所述直驅(qū)風機釋放的電能或通過所述直流母線向所述并網(wǎng)變換器網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述并網(wǎng)變換器，還用于若并網(wǎng)點電壓不在預(yù)設(shè)電網(wǎng)電壓限值區(qū)間內(nèi)時，向所述電網(wǎng)系統(tǒng)輸出無功電流，以平衡電網(wǎng)系統(tǒng)電壓;所述并網(wǎng)變換器具體包括: 并網(wǎng)點電壓子判別器，用于判斷所述并網(wǎng)點電壓是否大于或等于最高無功輸出判定電壓以及用于判斷所述并網(wǎng)點電壓是否小于或等于最低無功輸出判定電壓； 與所述并網(wǎng)點電壓子判別器電連接的感性無功電流輸出子模塊，所述感性無功電流輸出子模塊還與所述電網(wǎng)系統(tǒng)電連接;以及 與所述并網(wǎng)點電壓子判別器電連接的容性無功電流輸出子模塊，所述容性無功電流輸出子模塊還與所述電網(wǎng)系統(tǒng)電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器電連接的第二直流母線電壓判別器，用于若所述網(wǎng)側(cè)電壓檢測器檢測到并網(wǎng)點電壓未超出預(yù)設(shè)電壓限值區(qū)間時，判斷所述直流母線電壓與額定直流母線電壓的大?。?與所述第二直流母線電壓判別器電連接的消耗有功電流量計算器； 與所述消耗有功電流量計算器電連接的消耗有功功率量計算器； 與所述第二直流母線電壓判別器電連接的釋放有功電流量計算器； 與所述釋放有功電流量計算器電連接的釋放有功功率量計算器； 所述并網(wǎng)變換器還與所述釋放有功功率量計算器電連接，用于根據(jù)所述釋放有功功率量計算器計算的釋放有功功率量向所述電網(wǎng)系統(tǒng)釋放電能。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)風機的故障穿越實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述飛輪儲能變換器包括: 飛輪和整流/逆變器。
【文檔編號】H02J3/16GK205544324SQ201620086855
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】郭成, 王海龍, 李勝男, 段銳敏
【申請人】云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院