用于抑制鉗位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電低電壓穿越撬棒保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于抑制錯(cuò)位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電 低電壓穿越擦椿保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前廣泛應(yīng)用的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)電網(wǎng)故障引起電壓跌落時(shí)會(huì)導(dǎo) 致雙饋電機(jī)脫網(wǎng)運(yùn)行，因此，并網(wǎng)運(yùn)行的雙饋風(fēng)電機(jī)組要求具有一定的低電壓穿越（Low voltageridet虹OU曲，簡(jiǎn)稱(chēng)LVRT)能力。低電壓穿越技術(shù)的研究目前主要集中在有源 化owbar電路上。其工作機(jī)理為：當(dāng)雙饋風(fēng)電系統(tǒng)發(fā)生電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，定轉(zhuǎn)子磁鏈出現(xiàn)直 流分量，轉(zhuǎn)子側(cè)感應(yīng)出較大電流，系統(tǒng)傳感器檢測(cè)到電流闊值，就迅速封鎖轉(zhuǎn)子側(cè)變流器觸 發(fā)脈沖，同時(shí)化owbar電路導(dǎo)通，化owbar電阻串入雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)，從而起到限制故障 電流實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電低電壓穿越運(yùn)行的能力。
[0003] 基于上述理論分析，大量參考文獻(xiàn)研究了化owbar電路接入轉(zhuǎn)子后對(duì)故障電流 的影響。黃濤、陸于平在《投擦椿后雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)電勢(shì)的變化特性分析》（發(fā)表于《電網(wǎng)技 術(shù)》第38卷第10期2014年）一文中詳細(xì)分析轉(zhuǎn)子磁鏈變化過(guò)程的基礎(chǔ)上，其定量研究了 化owbar投入后雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)電勢(shì)的變化特性，最后得出化owbar電阻的取值關(guān)系；鄭濤、 魏占朋等在《考慮擦椿保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的雙饋式風(fēng)電機(jī)組短路電流特性》（發(fā)表于《電力系統(tǒng) 自動(dòng)化》第38卷第5期2014年）一文中W機(jī)端發(fā)生不對(duì)稱(chēng)故障為例，將故障電流分解為正 向和反向同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的正序和負(fù)序分量，并根據(jù)化owbar保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻將故障過(guò)程 分解為兩個(gè)階段，通過(guò)數(shù)學(xué)解析的方法給出整個(gè)故障過(guò)程的短路電流計(jì)算表達(dá)式；徐殿國(guó)、 王偉等在《基于擦椿保護(hù)的雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越動(dòng)態(tài)特性分析》（發(fā)表于《中國(guó)電機(jī) 工程學(xué)報(bào)》第30卷第22期2010年）一文中針對(duì)短路故障后擦椿保護(hù)投入期間電氣量特性 的推導(dǎo)，給出了化owbar電阻取值約束式。
[0004] W上關(guān)于howbar投入后轉(zhuǎn)子故障電流的研究，其共同特點(diǎn)均認(rèn)為擦椿電阻串入 轉(zhuǎn)子后可將雙饋電機(jī)視為繞線式感應(yīng)電機(jī)來(lái)分析。然而，在電壓跌落瞬間，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器只 能依靠封鎖觸發(fā)脈沖來(lái)保護(hù)絕緣柵雙極型晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor， 簡(jiǎn)稱(chēng)IGBT)橋臂，并不能立即從物理上與雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)值oubleFedInaction Generater，簡(jiǎn)稱(chēng)DFIG)完全斷開(kāi)。該時(shí)如果短路電流在擦椿電阻上產(chǎn)生的壓降較大，轉(zhuǎn)子 側(cè)變流器中IGBT的續(xù)流二極管就可能導(dǎo)通。該將導(dǎo)致DFIG轉(zhuǎn)子電壓被直流母線電容錯(cuò) 位而發(fā)生崎變，進(jìn)而使DFIG出現(xiàn)與傳統(tǒng)繞線式感應(yīng)電機(jī)不同的短路電流暫態(tài)響應(yīng)，影響對(duì) howbar電阻大小的評(píng)估。
[0005] 因此，如何在化owbar電路接入轉(zhuǎn)子后抑制直流母線錯(cuò)位，就成為準(zhǔn)確分析故障 電流W及推導(dǎo)Crowbar電阻取值約束式的關(guān)鍵提前條件。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于抑制錯(cuò)位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電低電壓穿越擦椿 保護(hù)裝置，解決了現(xiàn)有的當(dāng)Crowbar電阻選擇較大或短路電流較大時(shí)，發(fā)生的直流母線錯(cuò) 位效應(yīng)對(duì)低電壓穿越過(guò)程中定、轉(zhuǎn)子故障電流暫態(tài)特性分析及化owbar電阻取值約束式的 影響。
[0007] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是；用于抑制錯(cuò)位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電低電壓穿越擦椿 保護(hù)裝置，包括閉環(huán)連接的電網(wǎng)、網(wǎng)側(cè)變流器濾波電感L,、網(wǎng)側(cè)變流器、并聯(lián)連接的直流母 線側(cè)電容器C、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器濾波電感LrW及雙饋電機(jī)組成，雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn) 子側(cè)還連接有化owbar電路，還包括均衡電路，均衡電路分別與化owbar電路及直流母線側(cè) 電容器C的正極相連，均衡電路用于抑制直流母線的錯(cuò)位效應(yīng)。
[000引本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于；
[0009]howbar電路與均衡電路的具體結(jié)構(gòu)為；
[0010] 化owbar電路包括S相不控整流橋D，S相不控整流橋D的輸入端與雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn) 子側(cè)相連，其輸出端的正極分別連接有第一IGBT管T的集電極和第一電容Ct的正極，第一 IGBT管T的發(fā)射極還串聯(lián)有化owbar電阻Rt，化owbar電阻Rt的兩端反并聯(lián)有二極管DT， S相不控整流橋D輸出端的負(fù)極與化owbar電阻Rt的另一端、第一電容Ct的負(fù)極相連；
[00川均衡電路由第二IGBT管子Ti、均衡電阻RtiW及第二電容CT組成，第二IGBT管子Ti的集電極和第二電容Cti的正極分別與第一電容Ct的正極相連，均衡電阻Rti與第二IGBT 管子Ti的發(fā)射極相連，均衡電阻Rti的另一端和第二電容Cti的負(fù)極分別與直流母線側(cè)電容 器C的正極相連。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是；本實(shí)用新型用于抑制錯(cuò)位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電低電壓穿越 擦椿保護(hù)裝置，解決了現(xiàn)有的當(dāng)Crowbar電阻選擇較大或短路電流較大時(shí)，發(fā)生的直流母 線錯(cuò)位效應(yīng)對(duì)低電壓穿越過(guò)程中定、轉(zhuǎn)子故障電流暫態(tài)特性分析及howbar電阻取值約束 式的影響。其在現(xiàn)有有源化owbar電路結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在化owbar直流側(cè)和雙饋?zhàn)兞髌髦绷?母線側(cè)增加了化owbar電阻線電壓均衡電路，有效抑制了當(dāng)化owbar電阻選擇較大或短路 電流較大時(shí)發(fā)生的直流母線錯(cuò)位效應(yīng)。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中雙饋風(fēng)電低電壓穿越擦椿保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型用于抑制錯(cuò)位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電低電壓穿越擦椿保護(hù)裝置結(jié)構(gòu) 不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 現(xiàn)有的有源化owbar電路如圖1中所示，由一個(gè)S相不控整流橋、直流電容側(cè)及其 能耗howbar電阻組成。在雙饋風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子側(cè)電壓通過(guò)S相不控整流橋整 流，給直流側(cè)電容充電，該樣化owbar直流側(cè)就維持在一個(gè)固定的直流電壓水平。當(dāng)發(fā)生低 電壓穿越時(shí)，雙饋電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流增大，傳感器檢測(cè)到電流闊值時(shí)，就迅速封鎖轉(zhuǎn)子側(cè)變流 器觸發(fā)脈沖，同時(shí)化owbar電路中的IGBT管導(dǎo)通，化owbar電阻串入雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)從 而快速釋放定轉(zhuǎn)子多余能量。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流下降到規(guī)定的闊值時(shí)，IGBT管關(guān)斷化owbar電路 從轉(zhuǎn)子側(cè)切除，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器恢復(fù)正常工作。
[0016] 對(duì)howbar電阻的選擇，現(xiàn)有研究均未考慮直流母線錯(cuò)位效應(yīng)，也就是說(shuō)，分析 化owbar電路接入后故障電流的暫態(tài)過(guò)程，均采用電機(jī)的簡(jiǎn)化線性模型，即
[0017]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于抑制鉗位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電低電壓穿越撬棒保護(hù)裝置，包括閉環(huán)連接的電網(wǎng)、網(wǎng) 側(cè)變流器濾波電感Ls、網(wǎng)側(cè)變流器、并聯(lián)連接的直流母線側(cè)電容器C、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè) 變流器濾波電感L以及雙饋電機(jī)組成，所述雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)還連接有Crowbar電路，其 特征在于，還包括均衡電路，所述均衡電路分別與Crowbar電路及直流母線側(cè)電容器C的正 極相連，所述均衡電路用于抑制直流母線的鉗位效應(yīng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于抑制鉗位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電低電壓穿越撬棒保護(hù)裝置，其特 征在于，所述Crowbar電路與均衡電路的具體結(jié)構(gòu)為： 所述Crowbar電路包括三相不控整流橋D，所述三相不控整流橋D的輸入端與雙饋電機(jī) 的轉(zhuǎn)子側(cè)相連，其輸出端的正極分別連接有第一IGBT管T的集電極和第一電容(^的正極， 所述第一IGBT管T的發(fā)射極還串聯(lián)有Crowbar電阻Rt，所述Crowbar電阻Rt的兩端反并聯(lián) 有二極管Dt，三相不控整流橋D輸出端的負(fù)極與Crowbar電阻心的另一端、第一電容C#勺 負(fù)極相連； 所述均衡電路由第二IGBT管子T1、均衡電阻Rn以及第二電容Cn組成，所述第二IGBT管子T1的集電極和第二電容Cn的正極分別與第一電容Ct的正極相連，均衡電阻Rn與第 二IGBT管子T1的發(fā)射極相連，所述均衡電阻Rn的另一端和第二電容CT1的負(fù)極分別與直 流母線側(cè)電容器C的正極相連。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)的用于抑制鉗位效應(yīng)的雙饋風(fēng)電低電壓穿越撬棒保護(hù)裝置，包括閉環(huán)連接的電網(wǎng)、網(wǎng)側(cè)變流器濾波電感Ls、網(wǎng)側(cè)變流器、并聯(lián)連接的直流母線側(cè)電容器C、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器濾波電感Lr和雙饋電機(jī)組成，雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)還連接有Crowbar電路，還包括均衡電路，均衡電路分別與Crowbar電路及直流母線側(cè)電容器C的正極相連，均衡電路用于抑制直流母線的鉗位效應(yīng)。其在Crowbar直流側(cè)和雙饋?zhàn)兞髌髦绷鱾?cè)中間增加了Crowbar電阻線電壓均衡電路，有效抑制了當(dāng)Crowbar電阻選擇較大或短路電流較大時(shí)，發(fā)生的直流母線鉗位效應(yīng)對(duì)低電壓穿越過(guò)程中定、轉(zhuǎn)子故障電流暫態(tài)特性分析及Crowbar電阻取值約束式的影響。
【IPC分類(lèi)】H02J3-38
【公開(kāi)號(hào)】CN204391765
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520091938
【發(fā)明人】張文娟, 張小娟, 屈陽(yáng), 徐志偉
【申請(qǐng)人】寶雞文理學(xué)院, 徐志偉
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月9日