低電壓穿越系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低電壓穿越系統(tǒng)，主控系統(tǒng)模塊接收雙饋異步發(fā)電機(jī)和與雙饋異步發(fā)電機(jī)相連的變流器的工作狀態(tài)信息；主控系統(tǒng)模塊發(fā)送觸發(fā)命令或結(jié)束命令至低電壓穿越模塊；偏航系統(tǒng)接收由主控系統(tǒng)模塊和低電壓穿越模塊發(fā)送的第一控制信號和第二控制信號，并調(diào)節(jié)雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中電網(wǎng)運(yùn)行電壓過低需要低壓穿越，采取切斷變流器接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)時，導(dǎo)致雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子超速運(yùn)行；當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時，切斷接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路，在變流器恢復(fù)工作的時候，需要調(diào)節(jié)較長一段時間才能恢復(fù)電網(wǎng)正常工作的問題。
【專利說明】低電壓穿越系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及并網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種低電壓穿越系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類社會的發(fā)展，能源和環(huán)境問題成為人類生存和發(fā)展必須要解決的問題；其中，風(fēng)電和光電是目前人們較為重視的可再生能源，不僅清潔環(huán)保，而且取之不盡用之不竭，近年來光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)開始逐漸在各地興起。并網(wǎng)后，風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性是并網(wǎng)中都必須要解決的難題，發(fā)電的隨機(jī)性和不穩(wěn)定性可能給電網(wǎng)安全平穩(wěn)運(yùn)行帶來不利因素，電網(wǎng)運(yùn)行的波動也會影響風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全。例如當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行電壓過低時，并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)或光伏發(fā)電系統(tǒng)如果不能很好的實(shí)現(xiàn)低壓穿越，也會影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，針對電網(wǎng)運(yùn)行時電壓過低時實(shí)現(xiàn)低壓穿越導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況，主要采用轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)技術(shù)(Crowbar)。如專利CN201010547732.4中，對于電網(wǎng)電壓的急劇跌落的現(xiàn)象，導(dǎo)致變流器的轉(zhuǎn)子側(cè)電流增大，直流電壓升高；但當(dāng)變流器的轉(zhuǎn)子側(cè)的電壓超過一定值時，IGBT開關(guān)就不能承受，為了保護(hù)變流器，必須接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路，使變流器失去了對雙饋異步發(fā)電機(jī)的控制；當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時，切斷接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路，調(diào)整雙饋異步發(fā)電機(jī)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
[0004]專利CN201110389697.2中，對于電網(wǎng)電壓的急劇跌落的現(xiàn)象是通過加電解電容給直流電壓供電，進(jìn)而保證電壓的穩(wěn)定，提高了低電壓穿越能力，但是當(dāng)遇到如短路故障時，仍需要接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路。
[0005]以上專利雖然實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)或光伏發(fā)電系統(tǒng)的低壓穿越，但是在接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路時，風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)中的雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子會超速運(yùn)行，降低了雙饋異步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性。此外，當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時，切斷接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路，在變流器恢復(fù)工作的時候，需要調(diào)節(jié)較長一段時間才能恢復(fù)電網(wǎng)的正常工作，延遲了電網(wǎng)的正常工作的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種低電壓穿越系統(tǒng)，以解決在現(xiàn)有技術(shù)中電網(wǎng)運(yùn)行電壓過低需要低壓穿越，采取切斷變流器接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)時，引起雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子超速運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時，切斷接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路，在變流器恢復(fù)工作的時候，需要調(diào)節(jié)較長一段時間才能恢復(fù)電網(wǎng)正常工作的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種低電壓穿越系統(tǒng)，所述低電壓穿越系統(tǒng)包括:雙饋異步發(fā)電機(jī)、變流器、主控系統(tǒng)模塊、低電壓穿越模塊、及偏航系統(tǒng)；
[0008]所述主控系統(tǒng)模塊接收所述雙饋異步發(fā)電機(jī)和與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)相連的所述變流器的工作狀態(tài)信息；所述主控系統(tǒng)模塊發(fā)送觸發(fā)命令或結(jié)束命令至所述低電壓穿越模塊；所述偏航系統(tǒng)接收由所述主控系統(tǒng)模塊和所述低電壓穿越模塊發(fā)送的第一控制信號和第二控制信號，并調(diào)節(jié)所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)。
[0009]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)包括定子和繞所述定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。
[0010]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)包括超同步發(fā)電狀態(tài)和同步發(fā)電狀態(tài)。
[0011]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述超同步發(fā)電狀態(tài)時n>nl ;其中，η為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，nl為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。
[0012]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述同步發(fā)電狀態(tài)時n = nl ;其中，η為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，nl為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。
[0013]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述變流器的工作狀態(tài)包括正常狀態(tài)和異常狀態(tài)。
[0014]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述變流器的工作狀態(tài)由所述變流器的直流電壓閾值限定，當(dāng)所述變流器的工作直流電壓大于所述變流器的直流電壓閾值時，所述變流器的工作狀態(tài)為異常狀態(tài)；當(dāng)所述變流器的工作直流電壓小于等于所述變流器的直流電壓閾值時，所述變流器的工作狀態(tài)為正常狀態(tài)。
[0015]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，還包括與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)相連的電網(wǎng)。
[0016]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，還包括與所述變流器相連的Crowbar模塊。
[0017]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述變流器包括轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)變流器；所述轉(zhuǎn)子側(cè)變流器分別與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)和所述Crowbar模塊相連；所述電網(wǎng)側(cè)變流器分別與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)和所述電網(wǎng)相連。
[0018]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述主控系統(tǒng)模塊包括:狀態(tài)檢測模塊、及與所述狀態(tài)檢測模塊相連的控制模塊。
[0019]可選的，在所述的低電壓穿越系統(tǒng)中，所述低電壓穿越模塊包括:狀態(tài)接收模塊、及與所述狀態(tài)接收模塊相連的偏航參數(shù)控制模塊。
[0020]在本發(fā)明所提供的低電壓穿越系統(tǒng)中，由所述主控系統(tǒng)模塊接收所述雙饋異步發(fā)電機(jī)和與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)相連的所述變流器的工作狀態(tài)信息；所述主控系統(tǒng)模塊發(fā)送觸發(fā)命令或結(jié)束命令至所述低電壓穿越模塊；所述偏航系統(tǒng)接收由所述主控系統(tǒng)模塊和所述低電壓穿越模塊發(fā)送的第一控制信號和第二控制信號，并調(diào)節(jié)所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中電網(wǎng)運(yùn)行電壓過低需要低壓穿越，采取切斷變流器接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)時，導(dǎo)致雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子超速運(yùn)行；當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時，切斷接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路，在變流器恢復(fù)工作的時候，需要調(diào)節(jié)較長一段時間才能恢復(fù)電網(wǎng)正常工作的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中低電壓穿越系統(tǒng)的流程圖。
[0022]其中，圖1中:
[0023]雙饋異步發(fā)電機(jī)-100 ;變流器-200 ;主控系統(tǒng)模塊-300 ;狀態(tài)檢測模塊_301 ;控制模塊-302 ;低電壓穿越模塊-400 ;狀態(tài)接收模塊-401 ;偏航參數(shù)控制模塊-402 ;偏航系統(tǒng)-500 ； Crowbar 模塊-600?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的低電壓穿越系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0025]請參考圖1，其為本發(fā)明一實(shí)施例中低電壓穿越系統(tǒng)的流程圖。如圖1所示，所述的低電壓穿越系統(tǒng)，包括:雙饋異步發(fā)電機(jī)100、變流器200、主控系統(tǒng)模塊300、低電壓穿越模塊400、及偏航系統(tǒng)500 ;所述主控系統(tǒng)模塊300接收所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100和與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100相連的所述變流器200的工作狀態(tài)信息；所述主控系統(tǒng)模塊300發(fā)送觸發(fā)命令或結(jié)束命令至所述低電壓穿越模塊400 ;所述偏航系統(tǒng)500接收由所述主控系統(tǒng)模塊300和所述低電壓穿越模塊400發(fā)送的第一控制信號和第二控制信號，并調(diào)節(jié)所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100的工作狀態(tài)。
[0026]進(jìn)一步地，所述低電壓穿越系統(tǒng)還包括與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100相連的電網(wǎng)(圖1中未標(biāo)示)、及與所述變流器200相連的Crowbar模塊600。
[0027]進(jìn)一步地，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100包括定子和繞所述定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(圖1中未標(biāo)示)。具體的，所述定子通過定子繞組直接與所述電網(wǎng)相連；所述轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)變流器200與所述電網(wǎng)連接；其中，所述定子繞組負(fù)責(zé)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，所述轉(zhuǎn)子繞組負(fù)責(zé)產(chǎn)生磁場，在定子、轉(zhuǎn)子和空氣氣隙中產(chǎn)生沿定子旋轉(zhuǎn)的磁場，即為旋轉(zhuǎn)磁場。
[0028]進(jìn)一步地，所述變流器200包括轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)變流器；所述轉(zhuǎn)子側(cè)變流器分別與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100和所述Crowbar模塊600相連；所述電網(wǎng)側(cè)變流器分布與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100和所述電網(wǎng)相連。
[0029]在本實(shí)施例中，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100的工作狀態(tài)包括超同步發(fā)電狀態(tài)和同步發(fā)電狀態(tài)；所述超同步發(fā)電狀態(tài)時n>nl ;所述同步發(fā)電狀態(tài)時n = nl ;其中，η為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，nl為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。
[0030]進(jìn)一步地，所述低電壓穿越模塊400包括:狀態(tài)接收模塊401、及與所述狀態(tài)接收模塊401相連的偏航參數(shù)控制模塊402。
[0031]進(jìn)一步地，所述主控系統(tǒng)模塊300包括:狀態(tài)檢測模塊301、及與所述狀態(tài)檢測模塊301相連的控制模塊302。
[0032]進(jìn)一步地，所述變流器200的工作狀態(tài)包括正常狀態(tài)和異常狀態(tài)。具體的，所述變流器200的工作狀態(tài)由所述變流器200的直流電壓閾值限定，當(dāng)所述變流器200的工作直流電壓大于所述變流器200的直流電壓閾值時，所述變流器200的工作狀態(tài)為異常狀態(tài)；當(dāng)所述變流器200的工作直流電壓小于等于所述變流器200的直流電壓閾值時，所述變流器200的工作狀態(tài)為正常狀態(tài)。
[0033]請繼續(xù)參考圖1，具體的，若雙饋異步發(fā)電機(jī)100的工作狀態(tài)為超同步發(fā)電狀態(tài)，且所述變流器200的直流電壓上升超過變流器200的直流電壓閾值時(即所述變流器的工作狀態(tài)為異常狀態(tài)時)，所述Crowbar模塊600開始工作，即運(yùn)行所述Crowbar模塊600對所述變流器200進(jìn)行保護(hù)，同時通過控制所述主控系統(tǒng)模塊300給所述低電壓穿越模塊400中的狀態(tài)接收模塊401發(fā)送觸發(fā)命令，同時向控制模塊302發(fā)送結(jié)束命令，使得主控系統(tǒng)模塊300中的控制模塊302不發(fā)送第一控制信號給偏航系統(tǒng)500 ;而狀態(tài)接收模塊401與偏航參數(shù)控制模塊402建立連接，由偏航參數(shù)控制模塊402發(fā)送第二控制信號至偏航系統(tǒng)500建立通信，根據(jù)偏航參數(shù)控制模塊402與偏航系統(tǒng)500之間交互通信，對偏航系統(tǒng)500的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)即調(diào)節(jié)雙饋異步發(fā)電機(jī)100的風(fēng)輪角度變化，進(jìn)而改變風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動速度，使得雙饋異步發(fā)電機(jī)100的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不超速，提高了雙饋異步發(fā)電機(jī)100的工作穩(wěn)定性。
[0034]在本發(fā)明的實(shí)施例中，偏航系統(tǒng)500循環(huán)反饋的信息至雙饋異步發(fā)電機(jī)100，對雙饋異步發(fā)電機(jī)100的工作狀態(tài)反復(fù)進(jìn)行判斷，當(dāng)所述雙饋異步發(fā)電機(jī)100的工作狀態(tài)為同步發(fā)電狀態(tài)時，此時Crowbar模塊600不工作，通過控制所述主控系統(tǒng)模塊300給所述低電壓穿越模塊400中的狀態(tài)接收模塊401發(fā)送結(jié)束命令，同時向控制模塊302發(fā)送觸發(fā)命令，使得主控系統(tǒng)模塊300中的控制模塊302發(fā)送第一控制信號給偏航系統(tǒng)500建立通信；而偏航參數(shù)控制模塊402不用發(fā)送第二控制信號至偏航系統(tǒng)500。進(jìn)而使得雙饋異步發(fā)電機(jī)100快速平穩(wěn)的進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，無需經(jīng)過較長時間的調(diào)整恢復(fù)，縮短了調(diào)節(jié)時間，提高了工作性能。
[0035]綜上，在本發(fā)明所提供的低電壓穿越系統(tǒng)中，由所述主控系統(tǒng)模塊接收所述雙饋異步發(fā)電機(jī)和與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)相連的所述變流器的工作狀態(tài)信息；所述主控系統(tǒng)模塊發(fā)送觸發(fā)命令或結(jié)束命令至所述低電壓穿越模塊；所述偏航系統(tǒng)接收由所述主控系統(tǒng)模塊和所述低電壓穿越模塊發(fā)送的第一控制信號和第二控制信號，并調(diào)節(jié)所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中電網(wǎng)運(yùn)行電壓過低需要低壓穿越，采取切斷變流器接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)時，導(dǎo)致雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子超速運(yùn)行；當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時，切斷接入轉(zhuǎn)子側(cè)短路保護(hù)電路，在變流器恢復(fù)工作的時候，需要調(diào)節(jié)較長一段時間才能恢復(fù)電網(wǎng)正常工作的問題。
[0036]上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，包括:雙饋異步發(fā)電機(jī)、變流器、主控系統(tǒng)模塊、低電壓穿越模塊、及偏航系統(tǒng)； 所述主控系統(tǒng)模塊接收所述雙饋異步發(fā)電機(jī)和與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)相連的所述變流器的工作狀態(tài)信息；所述主控系統(tǒng)模塊發(fā)送觸發(fā)命令或結(jié)束命令至所述低電壓穿越模塊；所述偏航系統(tǒng)接收由所述主控系統(tǒng)模塊和所述低電壓穿越模塊發(fā)送的第一控制信號和第二控制信號，并調(diào)節(jié)所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)包括定子和繞所述定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。
3.如權(quán)利要求2所述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)包括超同步發(fā)電狀態(tài)和同步發(fā)電狀態(tài)。
4.如利要求3述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，所述超同步發(fā)電狀態(tài)時n>nl;其中，η為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，nl為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。
5.如權(quán)利要求3述的低電壓穿越系統(tǒng),其特征在于,所述同步發(fā)電狀態(tài)時n= nl ;其中，η為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，nl為所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。
6.如權(quán)利要求1述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，所述變流器的工作狀態(tài)包括正常狀態(tài)和異常狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，所述變流器的工作狀態(tài)由所述變流器的直流電壓閾值限定，當(dāng)所述變流器的工作直流電壓大于所述變流器的直流電壓閾值時，所述變流器的工作狀態(tài)為異常狀態(tài)；當(dāng)所述變流器的工作直流電壓小于等于所述變流器的直流電壓閾值時，所述變流器的工作狀態(tài)為正常狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求1所述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)相連的電網(wǎng)。
9.如權(quán)利要求1所述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述變流器相連的Crowbar 模塊。
10.如權(quán)利要求8述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，所述變流器包括轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)變流器；所述轉(zhuǎn)子側(cè)變流器分別與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)和所述Crowbar模塊相連；所述電網(wǎng)側(cè)變流器分別與所述雙饋異步發(fā)電機(jī)和所述電網(wǎng)相連。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，所述主控系統(tǒng)模塊包括:狀態(tài)檢測模塊、及與所述狀態(tài)檢測模塊相連的控制模塊。
12.如權(quán)要求1-10中任一項(xiàng)所述的低電壓穿越系統(tǒng)，其特征在于，所述低電壓穿越模塊包括:狀態(tài)接收模塊、及與所述狀態(tài)接收模塊相連的偏航參數(shù)控制模塊。
【文檔編號】H02J3/38GK103956771SQ201410182867
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】尹萬杰, 高桂革, 曾憲文, 肖浩, 袁靖, 王暉, 楊鳳惠, 余成龍, 李健 申請人:上海電機(jī)學(xué)院