專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)機(jī)改造方法，特別是關(guān)于一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低 電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，中國(guó)風(fēng)電行業(yè)進(jìn)入超高速發(fā)展階段，裝機(jī)容量連年翻番。然而，隨著風(fēng)電 的大規(guī)模發(fā)展，大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的技術(shù)要求也在不斷提高。對(duì)風(fēng)電機(jī)組而言，其中十 分重要的一項(xiàng)技術(shù)要求就是風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力。低電壓穿越是指當(dāng)電網(wǎng)故障或擾 動(dòng)引起風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓跌落時(shí)，在一定電壓跌落的范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)能夠不間斷并網(wǎng)運(yùn)行。 這使得變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在兆瓦級(jí)以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)，在新安裝的 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)占到很大的比重，它使用雙PWM變流器控 制雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，一方面由于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子間的電磁關(guān)系，變 流器只需供給轉(zhuǎn)差功率就可以調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)能的最大捕獲，大大減 少了變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流器的額定容量；另一方面，發(fā)電系統(tǒng)可以通過改變勵(lì)磁電流的 幅值和相位實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的有功、無(wú)功功率，這可以保證風(fēng)力發(fā)電廠運(yùn)行與單 位功率因數(shù)，減小電力系統(tǒng)的損耗。另外也可以按照風(fēng)場(chǎng)的要求來(lái)發(fā)出一定容量的有功和 無(wú)功功率的容量。雙饋感應(yīng)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)可以提高風(fēng)能捕獲能力和轉(zhuǎn)換效率， 改善并優(yōu)化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行條件，使得發(fā)電機(jī)組與電力系統(tǒng)之間能實(shí)現(xiàn)良好的柔性連接，便于 實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)操作，是一種優(yōu)化的具有良好應(yīng)用前景的風(fēng)力發(fā)電解決方案。但是因?yàn)镈FIG風(fēng)力 發(fā)電系統(tǒng)使用了小容量變流器，因此減弱了 DFIG系統(tǒng)抵御電網(wǎng)電壓跌落的能力。國(guó)內(nèi)外進(jìn) 行的一些研究表明，當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落到一定數(shù)值時(shí)，如果不加任何處理措施，DFIG系統(tǒng)將切 出電網(wǎng)。因此，需要研究在電網(wǎng)電壓故障下如何使DFIG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能夠保持和電網(wǎng)的連 接，并且能夠?qū)﹄娋W(wǎng)提供支撐來(lái)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種在低電壓穿越期間能保證控制系統(tǒng)正常 運(yùn)行，風(fēng)機(jī)能并網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿 越的風(fēng)機(jī)改造方法，其包括如下步驟(1)根據(jù)所述風(fēng)機(jī)所具備的不間斷電源配備條件，分 別在所述風(fēng)機(jī)的主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及其控制回路和變頻器控制系統(tǒng)上設(shè)置有一在 線式不間斷電池柜；(2)對(duì)所述主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合的控制方式及 變頻器控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合的控制方式進(jìn)行修改。所述步驟(1)包括如下步驟①在所述主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)和變頻器控制系 統(tǒng)中分別設(shè)置有一控制各所述不間斷電池開/關(guān)工作的切換模塊；②電壓跌落時(shí)，低電壓 穿越啟動(dòng)信號(hào)發(fā)送至各所述切換模塊，各控制系統(tǒng)中所述不間斷電池開啟，則所述主控系 統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及變頻器控制系統(tǒng)的供電模式將切換至由所述不間斷電池供電。
所述步驟(2)包括如下步驟①所述主控系統(tǒng)中設(shè)置有低電壓穿越信號(hào)的接受模 塊和發(fā)出模塊；②所述主控系統(tǒng)與所述變槳控制系統(tǒng)相配合的控制方式中，對(duì)接所述變槳 控制系統(tǒng)設(shè)置有用于故障屏蔽和控制變槳速度的低電壓穿越控制模塊；③在主控系統(tǒng)與變 頻器控制系統(tǒng)相配合的控制方式中，對(duì)接變頻器控制系統(tǒng)也設(shè)置有用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制 方式的低電壓穿越控制模塊。所述變頻器控制系統(tǒng)配備的所述不間斷電池采用型號(hào)為SRC1000XLICH， APCSmart-UPS RC 1000VA 230V 的在線式 UPS 電池。所述主控系統(tǒng)采用1. 5MW雙饋式風(fēng)電機(jī)組的控制方式。所述變槳控制系統(tǒng)采用1. 5MW具備低電壓穿越功能的變槳控制系統(tǒng)；所述變頻器 控制系統(tǒng)采用1.5MW具備低電壓穿越功能的變頻器。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用在風(fēng)機(jī)的主 控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及其控制回路和變頻器控制系統(tǒng)上分別設(shè)置有在線式UPS (不間斷) 電池柜，因此，保證了在電壓跌落時(shí)各控制系統(tǒng)的控制工作能正常運(yùn)行。2、本發(fā)明由于在各 控制系統(tǒng)中還分別設(shè)置有切換模塊，在發(fā)生電壓跌落時(shí)，低電壓穿越啟動(dòng)信號(hào)發(fā)送至各切 換模塊，各控制系統(tǒng)中UPS電池開啟，則各控制系統(tǒng)的供電模式將切換至由UPS電池供電， 因此進(jìn)一步保證了各控制系統(tǒng)正常工作不掉電，不報(bào)電壓低故障。3、本發(fā)明由于采用對(duì)主 控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合的控制方式及變頻器控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合 的控制方式進(jìn)行修改，因此，保證了在低電壓穿越狀態(tài)下風(fēng)機(jī)能并網(wǎng)運(yùn)行。本發(fā)明可以廣泛 應(yīng)用于風(fēng)電行業(yè)中。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法，其步驟如下1)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)機(jī)所具備的UPS(不間斷)電源配備條件，分別在風(fēng)機(jī)的主 控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及其控制回路和變頻器控制系統(tǒng)上設(shè)置有一在線式UPS電池柜，以 保證在電壓跌落時(shí)各控制系統(tǒng)的控制工作能正常運(yùn)行；其包括以下步驟①在主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)和變頻器控制系統(tǒng)中還分別設(shè)置有一切換模塊，以 控制各UPS電池的開/關(guān)工作；②在發(fā)生電壓跌落時(shí)，低電壓穿越啟動(dòng)信號(hào)發(fā)送至各切換模塊，各控制系統(tǒng)中UPS 電池開啟，則主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及變頻器控制系統(tǒng)的供電模式將立即切換至由UPS 電池供電，保證了各控制系統(tǒng)正常工作不掉電，不報(bào)電壓低故障；2)對(duì)主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合的控制方式及變頻器控制系統(tǒng)與 主控系統(tǒng)相配合的控制方式進(jìn)行修改，以保證在低電壓穿越狀態(tài)下風(fēng)機(jī)能并網(wǎng)運(yùn)行，其步 驟如下①在主控系統(tǒng)中設(shè)置有低電壓穿越信號(hào)的接受模塊和發(fā)出模塊，以控制整個(gè)風(fēng)機(jī) 及時(shí)切入或切出低電壓穿越模式；如果發(fā)生低電壓穿越時(shí)，風(fēng)機(jī)已達(dá)到額定功率，則在低電 壓穿越過程中通過主控系統(tǒng)限制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以保證風(fēng)機(jī)安全；②在主控系統(tǒng)與變槳控制系統(tǒng)相配合的控制方式中，對(duì)接變槳控制系統(tǒng)設(shè)置有低 電壓穿越控制模塊，主要是對(duì)低電壓穿越期間故障屏蔽和變槳速度的控制，使得低電壓穿越前后均保持原控制方式不變；③在主控系統(tǒng)與變頻器控制系統(tǒng)相配合的控制方式中，對(duì)接變頻器控制系統(tǒng)也設(shè) 置有低電壓穿越控制模塊，由于在風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方式上劃分為正常模式、低穿模式 和低穿越恢復(fù)模式，該低電壓穿越控制模塊用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制方式；其中，正常模式 是指原控制方式不變，低穿模式是指在低電壓穿越發(fā)生期間限制電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值，低穿恢 復(fù)模式是指低電壓穿越恢復(fù)階段設(shè)定一定恢復(fù)速率的電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值。上述步驟1)中，變頻器控制系統(tǒng)配備的UPS電池采用型號(hào)為SRC1000XLICH，APC Smart-UPS RC 1000VA 230V的在線式UPS電池，以保證在電壓跌落時(shí)變頻器控制系統(tǒng)的控 制功能能正常運(yùn)行。上述實(shí)施例中，主控系統(tǒng)采用1.5MW雙饋式風(fēng)電機(jī)組的控制方式。上述各實(shí)施例中，變槳控制系統(tǒng)采用1.5麗具備低電壓穿越功能的變槳控制系 統(tǒng)。上述各實(shí)施例中，變頻器控制系統(tǒng)采用1. 5MW具備低電壓穿越功能的變頻器。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以 有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等 同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法，其包括如下步驟(1)根據(jù)所述風(fēng)機(jī)所具備的不間斷電源配備條件，分別在所述風(fēng)機(jī)的主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及其控制回路和變頻器控制系統(tǒng)上設(shè)置有一在線式不間斷電池柜；(2)對(duì)所述主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合的控制方式及變頻器控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合的控制方式進(jìn)行修改。
2.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法，其特征 在于所述步驟(1)包括如下步驟①在所述主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)和變頻器控制系統(tǒng)中分別設(shè)置有一控制各所述不間 斷電池開/關(guān)工作的切換模塊；②電壓跌落時(shí)，低電壓穿越啟動(dòng)信號(hào)發(fā)送至各所述切換模塊，各控制系統(tǒng)中所述不間 斷電池開啟，則所述主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及變頻器控制系統(tǒng)的供電模式將切換至由所 述不間斷電池供電。
3.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法，其特征 在于所述步驟(2)包括如下步驟①所述主控系統(tǒng)中設(shè)置有低電壓穿越信號(hào)的接受模塊和發(fā)出模塊；②所述主控系統(tǒng)與所述變槳控制系統(tǒng)相配合的控制方式中，對(duì)接所述變槳控制系統(tǒng)設(shè) 置有用于故障屏蔽和控制變槳速度的低電壓穿越控制模塊；③在主控系統(tǒng)與變頻器控制系統(tǒng)相配合的控制方式中，對(duì)接變頻器控制系統(tǒng)也設(shè)置有 用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方式的低電壓穿越控制模塊。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方 法，其特征在于所述變頻器控制系統(tǒng)配備的所述不間斷電池采用型號(hào)為SRC1000XLICH， APC Smart-UPS RC IOOOVA 230V 的在線式 UPS 電池。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方 法，其特征在于所述主控系統(tǒng)采用1. 5MW雙饋式風(fēng)電機(jī)組的控制方式。
6.如權(quán)利要求4所述的一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法，其特征 在于所述主控系統(tǒng)采用1. 5MW雙饋式風(fēng)電機(jī)組的控制方式。
7.如權(quán)利要求1或2或3或6所述的一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造 方法，其特征在于所述變槳控制系統(tǒng)采用1. 5MW具備低電壓穿越功能的變槳控制系統(tǒng)；所 述變頻器控制系統(tǒng)采用1. 5MW具備低電壓穿越功能的變頻器。
8.如權(quán)利要求4所述的一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法，其特征 在于所述變槳控制系統(tǒng)采用1. 5MW具備低電壓穿越功能的變槳控制系統(tǒng)；所述變頻器控 制系統(tǒng)采用1.5MW具備低電壓穿越功能的變頻器。
9.如權(quán)利要求5所述的一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法，其特征 在于所述變槳控制系統(tǒng)采用1. 5MW具備低電壓穿越功能的變槳控制系統(tǒng)；所述變頻器控 制系統(tǒng)采用1.5MW具備低電壓穿越功能的變頻器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)雙饋式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的風(fēng)機(jī)改造方法，其包括如下步驟(1)根據(jù)所述風(fēng)機(jī)所具備的不間斷電源配備條件，分別在所述風(fēng)機(jī)的主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及其控制回路和變頻器控制系統(tǒng)上設(shè)置有一在線式不間斷電池柜；(2)對(duì)所述主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合的控制方式及變頻器控制系統(tǒng)與主控系統(tǒng)相配合的控制方式進(jìn)行修改。本發(fā)明由于采用在風(fēng)機(jī)的主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)及其控制回路和變頻器控制系統(tǒng)上分別設(shè)置有在線式UPS(不間斷)電池柜，因此，保證了在電壓跌落時(shí)各控制系統(tǒng)的控制工作能正常運(yùn)行。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于風(fēng)電行業(yè)中。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101964534SQ201010277598
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者孫黎翔, 張大同, 李佳奇, 潘磊, 秦明, 袁凌 申請(qǐng)人:國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司