專利名稱：阻容式轉子撬棒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術領域，尤其涉及雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)對電網電壓跌落的快速響應及補償。
背景技術：
隨著風力發(fā)電技術的快高速發(fā)展,風電在電力系統(tǒng)中的比重越來越大。雙饋感應發(fā)電機(DFIG)是目前風電場應用的主要機型，這種型式的風力發(fā)電機組并網過程中，DFIG的定子繞組直接與電網聯(lián)接，電網的故障直接影響機組的運行安全。如常見的電網側短路故障，直接導致DFIG定子側電壓的大幅度跌落，并通過電磁耦合在轉子側產生過電流，對機側變流器的安全構成嚴重的威脅。另一方面，隨著以DFIG為主要機型的并網風電場容量的不斷提升，如果在電網故障時，機組出于自身保護的目的，使DFIG機組直接脫網，將對電網的穩(wěn)定運行帶來嚴重影響。為了解決以上兩方面的問題，通常使用的方案是在轉子側加入電阻構成的撬棒電路，即電阻式撬棒，在故障期間，將DFIG轉子繞組通過電阻式撬棒短接，以限制轉子側的過電流，并保護轉子側變流器，附圖1為現(xiàn)有的含電阻容式撬棒電路的DFIG風電機組拓撲結構。另一種方案是，在電網故障期間，在定子側投入SVC裝置，向電網發(fā)出無功功率以穩(wěn)定電網點電壓，使DFIG在電網故障期間保持不脫網運行，即實現(xiàn)機組在電網電壓降低時的低電壓穿越。盡管以上的方法在一定程度上能夠解決上述的問題，但也存在較大的缺陷。一方面，電阻式撬棒的投切會對機側變流器和DFIG的轉子造成較大的暫態(tài)沖擊，影響機組的穩(wěn)定運行。另一方面，在一定范圍內，SVC發(fā)出無功功率的大小是和其投入端的電壓成正比的，當電網電壓瞬間跌落至較低的值時，SVC能發(fā)出的無功功率很??；而當電網電壓逐漸恢復至正常值時，SVC發(fā)出的無功功率又很大。實際上，為了能夠迅速地響應電網故障，并盡快地補償?shù)涞碾妷?，希望在電網電壓跌落的瞬間能夠發(fā)出較大的無功功率，而在電網電壓逐漸恢復至正常值時發(fā)出較小的無功功率。因此，應用SVC并不能完全解決機組在電網故障時的低電壓穿越問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種阻容式轉子撬棒。本發(fā)明是阻容式轉子撬棒，包括RC電路1、交流開關2、控制電路3和檢測電路4，RC電路I由三組電阻和電容的組合構成，每組內部為電阻和電容的并聯(lián)連接，分別為第一電阻Rl和第一電容Cl，第二電阻R2和第二電容C2，第三電阻R3和第三電容C3，三組構成三相組合形式；RC電路I的一端與交流開關2相連，另一端互相連接構成三相短接，交流開關2的另一端與DFIG 6的轉子繞組相連，交流開關的通、斷控制信號來自控制電路3，控制電路3與檢測電路4相連；交流開關2的開、斷由控制電路3控制；當交流開關2開通時，RC電路I與DFIG 6的轉子繞組接通，當交流開關2關斷時，RC電路I與DFIG 6的轉子繞組斷開。本發(fā)明與背景技術相比，具有的有益的效果是:提高DFIG風力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越能力。首先當檢測電路檢測到電網電壓跌落時，投入RC電路1，利用DFIG在故障期間轉子側電壓升高的這一特點，使得RC電路I發(fā)出較大的無功功率，快速地補償定子側跌落的電壓。而當電網電壓恢復到較高值時，定子側發(fā)出較小的無功功率。這主要是運用了DFIG自身的特性和RC電路I的相互作用，解決了電網電壓跌落期間所需要較大無功功率，而電網電壓恢復期間需較小無功功率的難題。這恰恰是背景技術所提及的希望之情況，從而克服了背景技術的缺陷，實現(xiàn)了定子側電壓的快速補償。其次，再來分析RC電路I對DFIG轉子側的影響，背景技術中的電阻式轉子撬棒，利用電阻耗能的原理抑制轉子側的過電流。從能量傳遞的角度來分析，也就是將轉子側過多的能量消耗在電阻上，通過電阻達到泄流的目的。而本發(fā)明中的阻容式轉子撬棒，其RC電路I中的電阻部分也可以起到同樣的作用，即抑制轉子側的過電流。但是由于電容的加入，改變了轉子側的暫態(tài)特性，使得RC電路I投切時對變流器和轉子的暫態(tài)沖擊減小。因此，阻容式轉子撬棒的性能優(yōu)于背景技術中所提到電阻式轉子撬棒，在DFIG風力發(fā)電系統(tǒng)中應用時，結構簡單，實現(xiàn)方便。


圖1是現(xiàn)有的含電阻容式撬棒電路的DFIG風電機組拓撲結構；
圖2是本發(fā)明的含阻容式撬棒電路的DFIG風電機組拓撲結構；
圖:T圖4是應用電阻式和 阻容式撬棒時DFIG定子側三相電壓波形圖，其中圖3是應用電阻式撬棒時DFIG6定子側三相電壓波形圖；圖4是應用電容式撬棒時DFIG6定子側三相電壓波形 圖5 圖6是撬棒投切時轉子側變流器三相電壓與電流暫態(tài)響應波形圖，其中
權利要求
1.阻容式轉子撬棒，包括RC電路(I)、交流開關(2)、控制電路(3)和檢測電路(4)，其特征在于所述RC電路(I)由三組電阻和電容的組合構成，每組內部為電阻和電容的并聯(lián)連接，分別為第一電阻(Rl)和第一電容(Cl)，第二電阻(R2)和第二電容(C2)，第三電阻(R3)和第三電容(C3)，三組構成三相組合形式；RC電路(I)的一端與交流開關(2)相連，另一端互相連接構成三相短接，交流開關(2)的另一端與DFIG (6)的轉子繞組相連，交流開關的通、斷控制信號來自控制電路(3)，控制電路(3)與檢測電路(4)相連；交流開關(2)的開、斷由控制電路(3)控制；當交流開關(2)開通時，RC電路(I)與DFIG (6)的轉子繞組接通，當交流開關(2)關斷時，RC電路(I)與DFIG (6)的轉子繞組斷開。
2.根據(jù)權利要求1所述的阻容式轉子撬棒，其特征在于控制電路(3)發(fā)出控制信號的邏輯關系是，根據(jù)檢測電路(4)送來的信號，控制RSC (5)和RC電路(I)的開通和封鎖，RSC(5)的工作狀態(tài)和RC電路(I)的工作狀態(tài)相反；在電網電壓正常時，DFIG (6)正常運行，控制電路(3)使RSC (5)正常工作，交流開關(2)關斷，RC電路(I)斷開；當電網電壓跌落時，交流開關(2)開通，RC電路(I)接入DFIG (6)的轉子繞組，同時切除RSC (5);當電網電壓恢復時，控制電路(3)發(fā)出開通RSC (5)的信號從而使RSC (5)恢復正常工作，但是此時控制電路(3)并不立即發(fā)出關斷交流開關(2)，以斷開RC電路(I)的信號，而是延時1-2個周波后發(fā)送該信號以使無功補償達到最佳的效果。
3.根據(jù)權利要求1所述的阻容式轉子撬棒，其特征在于檢測電路(4)用來檢測電網側電壓，其輸出信號發(fā)送給控制電路(3)，檢測信號反映電網電壓正常、電網電壓跌落及電網電壓恢復等不同電網電壓狀態(tài)。
全文摘要
阻容式轉子撬棒，包括RC電路1、交流開關2、控制電路3和檢測電路4，RC電路1的一端與交流開關2相連，另一端互相連接構成三相短接，交流開關的另一端與DFIG6的轉子繞組相連，交流開關的通、斷控制信號來自控制電路3，控制電路3與檢測電路4相連。RC電路1由三組電阻和電容的組合構成，每組內部為電阻和電容的并聯(lián)連接。
文檔編號H02J3/18GK103078350SQ201310065140
公開日2013年5月1日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權日2013年3月1日
發(fā)明者王曉蘭, 王惠中, 鮮龍 申請人:蘭州理工大學