CN202384777U - 双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种价格低廉、结构简单、工作可靠，且使***在低电压穿越阶段不丢失可控性的双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻及其控制方法。此动态电阻串联放置在双馈式风力发电机组的转子变流器的直流环节和逆变器环节的中间；它由双向可控硅和电阻并联组成。本实用新型具有以下优点：本实用新型价格低廉、结构简单、工作可靠，是因为实用新型的动态电阻只含一条由一个双向可控硅和一个电阻组成的支路。本实用新型在低电压穿越阶段，转子变流器可不丢失可控性。
Description
技术领域
本实用新型涉及属于风力发电机组低电压穿越控制领域，尤其涉及一种双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻。
背景技术
在风力发电机组接入电网的初期，因为风力发电机组的容量占整个电网的容量的比例比较小，在这种情况下，当电网发生短路故障时，为了防止风力发电机组受到损害，一般的做法是将风力发电机组切出电网。但是随着风力发电技术的发展，风力发电机组的容量占整个电网的容量的比例越来越大，在这种情况下，当电网发生短路故障时，如果我们依然将风力发电机组切出电网，电网会因为缺失大量功率源而减慢恢复的速度，甚至出现不稳定现象。因此现在的电网都要求风力发电机组具有低电压穿越能力。低电压穿越是指风力发电机组在短路故障的情况下，不切出电网而依然保持运行的能力。但是如果我们不采取额外的控制措施，风力发电机组在这种不正常的电网条件下运行必然会受到损害。对于双馈式风力发电机组，当定子端口出现低电压时，转子变流器很容易因为过电流和过电压受到损害。因此为了使双馈式风力发电机组具有低电压穿越能力，必须采取一些额外的控制策略。
双馈式风力发电机组常用的低电压穿越技术可以分为两类：
1，不增加额外硬件的情况下控制***的某些部件(Dawei Xiang, Li Ran, Peter J. Tavner, et.al., Control of a doubly fed induction generator in a wind turbine during grid fault ride-through, IEEE transactions on energy conversion, Vol. 21, No. 3, Sep. 2006; Lie Xu, Yi Wang, Dynamic modeling and control of DFIG-based wind turbines under unbalanced network conditions, IEEE transactions on power systems, Vol. 22, No. 1, Feb. 2007.)，如控制变流器或叶片；
2，增加额外的硬件，如电压补偿装置(Patrick S. Flannery, Giri Venkataramanan, A fault tolerant doubly fed induction generator wind turbine using a parallel grid side rectifier and series grid side converter, IEEE transactions on power electronics, Vol. 23, No. 3, May. 2008; Christian Wessels, Fabian Gebhardt, Friedrich Willhelm Fuchs, Fault ride-through of a DFIG wind turbine using a dynamic voltage restorer during symmetrical and asymmetrical grid faults, IEEE transactions on power systems, Vol. 26, No. 3, Mar. 2011.)、功率补偿装置(K. E. Okedu, S. M. Muyeen, Rion Takahashi, et.al., Participation of facts in stabilizing DFIG with crowbar during grid fault based on grid codes, IEEE conference and exhibition, Dubai, Feb. 2011.)、电阻。
对于为了实现低电压穿越而加入的电阻可以分为两类：
1，撬棒（Crowbar）（Graham Pannell, David J.Atkinson, Bashar Zahawi, Mimimum-threhold crowbar for a fault-ride-through grid-code-compliant DFIG wind turbine, IEEE transactions on energy conversion, Vol. 25, No. 3, Sep. 2008.）；
2，动态电阻（K. E. Okedu, S. M. Muyeen, Rion Takahashi, et.al., Improvement of fault ride through capability of wind farms using DFIG considering SDBR, European conference on power electronics and application, 2011; J. Yang, E. Fletcher, J. O. Reilly, A series dynamic resistor based converter protection schemes for doubly fed induction generator during various fault conditions, IEEE transactions on energy conversion, Vol. 25, No. 2, Jun. 2010）。
对于不增加额外硬件而控制***某些部件的低电压穿越方法，为了达到低电压穿越的控制目标，一般需大幅度增加转子变流器的容量，这将使转子变流器在正常情况下浪费大量容量。对于增加电压补偿装置的低电压穿越方法，因所需硬件较多，使***成本增大。对于加入撬棒的低电压穿越方法，加入撬棒后，双馈式风力发电机组变为转子阻值较大的鼠笼式异步电机，电机在低电压穿越阶段缺失可控性，并且在电压恢复阶段会吸收无功，因此不利于电网电压的恢复。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为解决上述问题，提供一种价格低廉、结构简单、工作可靠，且使***在低电压穿越阶段不丢失可控性的双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻及其控制方法。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻，此动态电阻串联放置在双馈式风力发电机组的转子变流器的直流环节和逆变器环节的中间；它由双向可控硅和电阻并联组成。
一种采用双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻的控制方法，动态电阻具有以下两种工作模式：
在正常运行时，动态电阻的双向可控硅导通，电流经过双向可控硅，不经过电阻；
当双馈式风力发电机定子端口出现低电压时，转子的动态电阻的双向可控硅关断，暂态电流经过电阻，此时动态电阻一方面抑制暂态电流的大小，另一方面加快电机暂态磁链的衰减速度。
本实用新型具有以下优点：本实用新型价格低廉、结构简单、工作可靠，是因为实用新型的动态电阻只含一条由一个双向可控硅和一个电阻组成的支路。本实用新型在低电压穿越阶段，转子变流器可不丢失可控性。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图，虚线线框中的内容是动态电阻。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
图1中，此动态电阻串联放置在双馈式风力发电机组的转子变流器的直流环节和逆变器环节的中间。动态电阻由双向可控硅和电阻并联组成。所述的动态电阻包括其他具有等效电气性能的结构。
本实用新型的动态电阻具有以下两种工作模式：
正常运行时的工作模式：动态电阻的双向可控硅导通，电流经过双向可控硅，不经过电阻。
双馈式风力发电机定子端口出现低电压时的工作模式：动态电阻的双向可控硅关断，暂态电流经过电阻，此时动态电阻一方面可以抑制暂态电流的大小，另一方面可以加快电机暂态磁链的衰减速度。
Claims (1)
1.一种双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻，其特征是，此动态电阻串联放置在双馈式风力发电机组的转子变流器的直流环节和逆变器环节的中间；它由双向可控硅和电阻并联组成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102412600A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-04-11 | 山东电力研究院 | 双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻及其控制方法 |
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2012
- 2012-01-04 CN CN2012200012236U patent/CN202384777U/zh not_active Expired - Fee Related
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