CN201733111U - 双馈风力发电机主动式crowbar的主电路 - Google Patents
双馈风力发电机主动式crowbar的主电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种双馈风力发电机主动式CROWBAR的主电路，其特征是用于双馈风力发电机转子侧三相电路中的主电路每相回路是由单相可控硅SCR、二极管D、RC吸收电路以及大功率吸收电阻R组成，各相的末端相互连接以形成回路。本实用新型由单相可控硅SCR控制装置的投切，依靠CROWBAR电路用大功率吸收电阻R限制转子线电压与相电流，减少了控制器件、降低了电路的成本、降低了对驱动信号的隔离要求、增加了工作可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双馈风力发电机主动式CROWBAR的主电路，属于电气技术领域。
背景技术
当今世界风电市场发展迅猛，风电场装机容量逐年上升，尤其是在欧美的一些发达国家，风力发电所占电网供电比例已经非常高，如丹麦已超过20％。因此，必须考虑电网故障时风机的各种运行状态对电网稳定性的影响。为此各国电网公司依据自身实际对风电场/风电机组并网提出了严格的技术要求。包括低电压穿越能力LVRT等。LVRT被认为是风电机组设计制造控制技术上的最大挑战，直接关系到风机的大规模应用。
低电压穿越LVRT，指在风机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。电压跌落会给电机带来一系列暂态过程，如出现过电压、过电流或转速上升等，严重危害风机本身及其控制***的安全运行。一般情况下若电网出现故障风机就实施被动式自我保护而立即解列，并不考虑故障的持续时间和严重程度，这样能最大限度保障风机的安全，在风力发电的电网穿透率(即风力发电占电网的比重)较低时是可以接受的。然而，当风电在电网中占有较大比重时，若风机在电压跌落时仍采取被动保护式解列，则会增加整个***的恢复难度，甚至可能加剧故障，最终导致***其它机组全部解列，因此必须采取有效的LVRT措施，以维护风场电网的稳定。
LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。不同国家和地区所提出的LVRT要求不尽相同。
双馈式风力发电技术是当前大型风力发电机组中获得广泛应用的主流技术。针对双馈式风力发电机的LVRT技术主要利用主动式CROWBAR的控制方式；目前双馈式风力发电机转子侧的主动式CROWBAR电路如下：
1、如图2所示，由三相不控整流桥DIODE_bridge与IGBT、吸收电路RC、CROWBAR功率电阻R组成；
2、如图3所示，由三相可控整流桥SCR_bridge、CROWBAR功率电阻R组成；
3、如图4所示，由六个单相可控硅SCR、吸收电路RC、CROWBAR功率电阻R组成；
4、如图5所示，由四个单相可控硅SCR、吸收电路RC、CROWBAR功率电阻R组成；
对于图2所示双馈式风力发电机转子侧的主动式CROWBAR电路，由于使用了价格很高的IGBT作为主要开关器件，其成本高；图3、图4、图5所示电路采用了价格低廉的可控硅作为主开关器件，但是由于各个可控硅的阴极不共地，导致其驱动信号需要相互隔离，增加了驱动部分电路，降低了可靠性而且由于可控硅数目较多，成本也不低。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种控制简单、可靠、成本低廉的双馈风力发电机主动式CROWBAR的主电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本实用新型双馈风力发电机主动式CROWBAR的主电路的结构特点是用于双馈风力发电机转子侧三相电路中的主电路每相回路是由单相可控硅SCR、二极管D、RC吸收电路以及大功率吸收电阻R组成，各相的末端相互连接以形成回路；其中：
a、双馈风力发电机转子侧与CROWBAR电路用大功率吸收电阻R的一侧相连接；
b、单相可控硅SCR与二极管D反并联连接后与RC吸收电路并联连接，构成单元A；
c、大功率吸收电阻R的另一侧与单元A中单相可控硅SCR的阳极相连接。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
本实用新型所提出的双馈风力发电机转子侧主动式CROWBAR的主电路元器件简单、减少了控制器件、降低了电路的成本、降低了对驱动信号要求、增加了其可靠性，易于工程实现。
附图说明
图1为本实用新型提出双馈风力发电机转子侧主动式CROWBAR的主电路图。
图2为由三相不控整流桥DIODE_bridge与IGBT、吸收电路RC、CROWBAR功率电阻R组成双馈风力发电机转子侧主动式CROWBAR的主电路图。
图3为由三相可控整流桥SCR_bridge、CROWBAR功率电阻R组成双馈风力发电机转子侧主动式CROWBAR的主电路图。
图4为由六个单相可控硅SCR、吸收电路RC、CROWBAR功率电阻R组成双馈风力发电机转子侧主动式CROWBAR的主电路图。
图5为由四个单相可控硅SCR、吸收电路RC、CROWBAR功率电阻R双馈风力发电机转子侧主动式CROWBAR的主电路图。
具体实施方式
本双馈风力发电机主动式CROWBAR的主电路，它包括单相可控硅SCR、二极管D、RC吸收电路RC、CROWBAR电路用大功率吸收电阻R，用于双馈风力发电机转子侧三相电路部分，每相由一个单相可控硅SCR、一个二极管D反并联后与一组RC吸收电路RC并联，且三相单相可控硅之间的阴极相连；在本电路中，由单相可控硅SCR控制该装置的投切，依靠CROWBAR电路用大功率吸收电阻R限制转子线电压与相电流。具体电气特性如下：
(1)当双馈发电机未运行时刻，发电机转子无电压，此时CROWBAR无电压、电流；
(2)当双馈发电机正常运行时刻，发电机转子有转差电压，此时CROWBAR电路用大功率吸收电阻R与RC吸收电路RC形成回路，由于此回路的线路阻抗非常大，电流可以忽略；
(3)当电网发生故障时刻，需要LVRT，投入CROWBAR，此时CROWBAR电路用大功率吸收电阻R与单相可控硅SCR、二极管D形成回路，由于CROWBAR电路用大功率吸收电阻R限制了转子的电流，保护了发电机以及变流器；随后切除CROWBAR，等待变流器对双馈发电机的控制，此时CROWBAR电路用大功率吸收电阻R与RC吸收电路RC形成回路，由于此回路的线路阻抗非常大，电流可以忽略；当变流器实现对双馈发电机的控制后，双馈发电机处于正常运行状态。
Claims (1)
1.双馈风力发电机主动式CROWBAR的主电路，其特征是用于双馈风力发电机转子侧三相电路中的主电路每相回路是由单相可控硅SCR、二极管D、RC吸收电路以及大功率吸收电阻R组成，各相的末端相互连接以形成回路；其中：
a、双馈风力发电机转子侧与CROWBAR电路用大功率吸收电阻R的一侧相连接；
b、单相可控硅SCR与二极管D反并联连接后与RC吸收电路并联连接，构成单元A；
c、大功率吸收电阻R的另一侧与单元A中单相可控硅SCR的阳极相连接。
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