用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，風電系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)主要來源于兩個方面:一方面，由于風能資源具有波動性，導致風電出力也具有波動性，這在風電穿透率較高的情況下會對電網(wǎng)的電能質(zhì)量及其穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的負面影響。另一方面，隨著風電在電網(wǎng)中所占比例不斷增大，若風電機組在電網(wǎng)發(fā)生故障時仍采取被動保護式的解列方式，則會增加整個系統(tǒng)的恢復難度，甚至可能加劇故障，嚴重影響到電網(wǎng)的安全運行。為此，新的電網(wǎng)規(guī)則均要求當電網(wǎng)發(fā)生故障時，并網(wǎng)風電機組都能夠在一定時間范圍內(nèi)實現(xiàn)低電壓穿越運行，并在故障切除后風力發(fā)電機組能夠迅速恢復正常運行，以幫助電網(wǎng)恢復正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種不僅可以平滑風電的功率波動，而且還能提高風電的低電壓穿越能力的用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器，包括三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器、雙向DC-DC變換器和儲能裝置，所述三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子分別與風電機組中對應(yīng)相的出線端子相連、另一個出線端子分別與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)中對應(yīng)相的連接端子相連，所述三相全橋DC-AC變換器各相的直流端口與三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，所述三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口相連，所述儲能裝置通過雙向DC-DC變換器和三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連。
[0005]優(yōu)選地，所述三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子與風電機組中對應(yīng)相的出線端子之間分別串聯(lián)連接有單相濾波電感。
[0006]優(yōu)選地，所述三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口之間串聯(lián)布置有三相濾波電感。
[0007]優(yōu)選地，所述儲能裝置為超級電容器或者蓄電池。
[0008]優(yōu)選地，所述三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器均為基于全控開關(guān)器件的DC-AC變換器，所述雙向DC-DC變換器為基于全控開關(guān)器件的雙向DC-DC變換器，所述全控開關(guān)器件為絕緣柵雙極型功率管IGBT、集成門極換流晶閘管IGCT及可關(guān)斷晶閘管GTO中的一種。
[0009]本發(fā)明用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器具有下述優(yōu)點:
1、本發(fā)明包括三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器、雙向DC-DC變換器和儲能裝置，三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子分別與風電機組中對應(yīng)相的出線端子相連、另一個出線端子分別與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)中對應(yīng)相的連接端子相連，三相全橋DC-AC變換器各相的直流端口與三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口相連，儲能裝置通過雙向DC-DC變換器和三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，通過控制三相全橋DC-AC變換器的工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落時，即升壓變壓器低壓側(cè)出現(xiàn)電壓跌落時，快速動態(tài)補償升壓變壓器的電壓偏差量，以保證風電機組出線端口的電壓穩(wěn)定，從而提高風電系統(tǒng)的低電壓穿越能力。
[0010]2、本發(fā)明包括三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器、雙向DC-DC變換器和儲能裝置，三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子分別與風電機組中對應(yīng)相的出線端子相連、另一個出線端子分別與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)中對應(yīng)相的連接端子相連，三相全橋DC-AC變換器各相的直流端口與三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口相連，儲能裝置通過雙向DC-DC變換器和三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，通過控制三相半橋DC-AC變換器的工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制三相半橋DC-AC變換器的有功/無功輸出，在電網(wǎng)正常運行時，能夠平滑風電的有功功率波動；當電網(wǎng)發(fā)生故障時，能夠為電網(wǎng)提供一定的無功功率以幫助電網(wǎng)恢復正常運行。
[0011]3、本發(fā)明包括三相全橋DC-AC變換器、三相半橋DC-AC變換器、雙向DC-DC變換器和儲能裝置，三相全橋DC-AC變換器各相交流端口的一個出線端子分別與風電機組中對應(yīng)相的出線端子相連、另一個出線端子分別與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)中對應(yīng)相的連接端子相連，三相全橋DC-AC變換器各相的直流端口與三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，三相半橋DC-AC變換器的交流端口與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器低壓側(cè)的連接端口相連，儲能裝置通過雙向DC-DC變換器和三相半橋DC-AC變換器的直流端口相連，通過控制雙向DC-DC變換器的工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制儲能裝置的有功功率輸出，從而保證直流母線電壓的穩(wěn)定以及整個儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的正常運行。
【附圖說明】
[0012]圖1為應(yīng)用本發(fā)明實施例的風力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖例說明:1、三相全橋DC-AC變換器；11、單相濾波電感；2、三相半橋DC-AC變換器；21、三相濾波電感；3、雙向DC-DC變換器；4、儲能裝置；5、風電機組；6、升壓變壓器；7、電網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，應(yīng)用本實施例儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的風力發(fā)電系統(tǒng)包括風電機組
5、升壓變壓器6以及本實施例用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器，其中升壓變壓器6的高壓側(cè)繞組和電網(wǎng)7相連，本實施例用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能式電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器包括三相全橋DC-AC變換器1、三相半橋DC-AC變換器2、雙向DC-DC變換器3和儲能裝置4。
[0015]本實施例中，三相全橋DC-AC變換器I各相交流端口的一個出線端子分別與風電機組5中對應(yīng)相的出線端子相連、另一個出線端子分別與風力發(fā)電系統(tǒng)中升壓變壓器6低壓側(cè)中對應(yīng)相的連接端子相連。參見圖1，以三相