双馈风力发电机转子撬棒保护装置及方法制造方法及图纸

本申请涉及一种双馈风力发电机转子撬棒保护装置及方法，包括设置于变流器和电机间的旁路电路，所述旁路电路包括由三组并联的反并可控硅组成的控制器，在各组反并可控硅后均串联有电阻器，三组反并可控硅一一对应串联接入变流器和电机间的三相电路中的一相，并与转子侧变流器并联。本申请为电网故障期间所产生的大电流提供了一个旁路，从而达到限制大电流，保护变流器的目的。变流器与电网、转子一直保持连接，因而在故障期间及故障切除瞬间，双馈风力发电机组DFIG即可与电网一起同步运行。电阻器达到限制电流的目的。当电网故障清除时，封锁反并可控硅的驱动脉冲，便可将电阻器切除，双馈风力发电机组DFIG即可正常运行。

【技术实现步骤摘要】
双馈风力发电机转子撬棒保护装置及方法
本申请涉及一种双馈风力发电机转子撬棒保护装置及方法。
技术介绍
由于风力机组容量的不断增大，风力机组与电网之间的相互影响便显得十分重要了。一旦电网发生故障，所有的风力发电机组全部脱网，风力发电机在故障期间不能维持电网的电压和频率，这对系统的稳定性很不利。通常情况下，在电压跌落时并不允许发电机脱网运行，电压跌落时会导致转子侧过流，同时，转子侧电流的迅速增加会导致直流侧电压升高、机侧变流器的电流以及有功、无功都会产生振荡。DFIG在电网电压瞬间跌落的情况下，定子磁链不能跟随电压突变，会产生直流分量，由于积分量的减小，电子磁链几乎不发生变化，而转子继续旋转，产生较大的滑差，这样便会引起转子回路的过压、过流。不对称故障会使过压、过流的现象更加严重，因为在定子电压中含有负序分量，而负序分量可以产生很高的滑差，过流会损害变流器，而过压会损坏发电机的转子绕组。为了保护连接在转子侧的变流器，采用过压、过流保护措施势在必行，目前还未有任何保护措施在转子侧采用Crow-bar（转子撬棒）保护，为转子侧大电路提供旁路，达到限制过电流,保护变流器。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本申请提出了一种双馈风力发电机转子撬棒保护方法，在此目的的基础上，本申请的另一目的是提出一种双馈风力发电机转子撬棒保护装置。本申请通过如下的技术方案实现：双馈风力发电机转子撬棒保护装置包括设置于变流器和电机组间的旁路电路，所述旁路电路包括由三组并联的反并可控硅组成的控制器，在各组反并可控硅后均串联有电阻器，三组反并可控硅一一对应串联接入变流器和电机组间的三相电路中的一相，并与转子侧变流器并联。每组反并可控硅包含一对反并可控硅。双馈风力发电机转子撬棒保护方法，包括以下步骤：步骤1、在变流器和电机组间的三相电路中的每一相电路内串联一对反并可控硅，在反并可控硅后串联接入电阻器，并与变流器并联；步骤2、当线路故障时，每对反并可控硅动作，导通其所在电路，将转子电流引导至其后的电阻器处，通过电阻器将转子电流衰减而不再流经变流器；电机组与电网一起同步运行；步骤3、当线路故障排除后，每对反并可控硅反向动作，将电阻器切除于三相电路中，电机组正常运行。通过上述的技术方案，本申请为电网故障期间所产生的大电流提供了一个旁路，从而达到限制大电流，保护变流器的目的。变流器与电网、转子一直保持连接，因而在故障期间及故障切除瞬间，双馈风力发电机组DFIG即可与电网一起同步运行。电阻器达到限制电流的目的。当电网故障清除时，封锁反并可控硅的驱动脉冲，便可将电阻器切除，双馈风力发电机组DFIG即可正常运行。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请的电路示意图；图2是线路故障时转子侧没有装设本申请时的转子电流；图3是线路故障时转子侧装设本申请时的转子电流；图4是故障清除前0.06S切除电阻器时机组转子电流；图5是故障清除后切除电阻器时机组转子电流。具体实施方式以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本申请提供的系统及其工作方法。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本申请，但并不构成对本申请的限定。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。实施例：如附图1所示，双馈风力发电机转子撬棒保护装置包括设置于变流器和电机间的旁路电路，所述旁路电路包括由三组并联的反并可控硅组成的控制器，在各组反并可控硅后均串联有电阻器，三组反并可控硅一一对应串联接入变流器和电机间的三相电路中的一相，并与转子侧变流器并联。每组反并可控硅包含一对反并可控硅。以下给出一个具体实例：建立转子侧撬棒Crow-bar保护模型根据图1所示，当旁路电路将转子短路时，转子侧电流、电压有以下的关系：Irot=Ibar+IcovUbar=√3Ibar×RbarUcov=Ubar其中，Irot是转子侧相电流；Ibar是旁路支路相电流；Icov是变流器支路相电流；Rbar是电阻器；Ubar是旁路线电压；Ucov是变流器线电压。仿真分析：当系统与风电场相连的110kV联络线上在0.1S时刻发生三相短路故障，0.15S后故障线路切除。仿真计算中考虑3种情况：①联络线路发生故障时，转子侧没有装设本申请；②联络线路发生故障时，转子侧装设本申请，且在故障清除前切除电阻器；③联络线路发生故障时，本申请保护动作，并在故障清除后切除电阻器。线路故障时有本申请保护和无本申请保护的对比仿真从图2和3可以看出，线路发生故障时，转子侧最大有2.5倍和2.9倍的短路电流流过，此短路电流将对变流器等电力电子器件造成较大的冲击。图2中，当线路故障时转子侧没有装设本申请时转子电流最低可衰减至0.39P.U.。图3中，当线路故障时转子侧装设本申请时转子电流最低可衰减至0.36P.U.，相比于转子侧没有装设本申请时衰减幅度增大。本申请动作后，转子侧过电流经电阻器迅速衰减而不再流经变流器，从而保护了电力电子器件。线路故障时本申请保护在故障前切除动作和故障后切除动作的仿真对比图4和图5分别对在故障清除前、后切除电阻器时机组转子电流变化情况做出对比分析。在图4中，本申请在故障期间动作两次，故障线路切除时转子侧过电流为1.50pu，小于图5中转子过电流。在图5中，本申请在故障前后只动作一次，故障线路切除时转子侧过电流约为2.6pu，流过变流器时，对电力电子器件具有冲击影响。对于当前应用较为广泛的双馈风电机组(DFIG:Doubly-FedInductionGenerators)，由于转子与定子之间的耦合作用，快速增加的定子电流将导致转子电流急剧上升和变流器直流侧母线的过电压。因此，电网故障时双馈风电机组控制策略研究的主要目标是限制转子过电流和直流过电压，以免对转子侧变流器造成损坏。通过改进控制策略可在很大程度上改善系统的暂态响应。但对于严重的电网故障，仅仅改进控制策略难以克服系统的过电流和过电压问题。因此，增加硬件电路是不可避免的。对线路故障时转子侧没有装设本申请和加入本申请时机组的转子过电流进行了对比分析，以及本申请在故障前切除和故障后切除时机组的转子过电流也进行了对比分析，得出本申请在故障清除前切除会更有利于机组迅速恢复正常运行。如上所述，可较好地实现本申请。对于本领域的技术人员而言，根据本申请的教导，设计出不同形式的多系统数据融合与结算装置及其工作方法并不需要创造性的劳动。在不脱离本申请的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本申请的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
双馈风力发电机转子撬棒保护方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、在变流器和电机组间的三相电路中的每一相电路内串联一对反并可控硅，在反并可控硅后串联接入电阻器，并与变流器并联；步骤2、当线路故障时，每对反并可控硅动作，导通其所在电路，将转子电流引导至其后的电阻器处，通过电阻器将转子电流衰减而不再流经变流器；电机组与电网一起同步运行；步骤3、当线路故障排除后，每对反并可控硅反向动作，将电阻器切除于三相电路中，电机组正常运行。

【技术特征摘要】
1.双馈风力发电机转子撬棒保护方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、在变流器和电机组间的三相电路中的每一相电路内串联一对反并可控硅，在反并可控硅后串联接入电阻器，并与变流器并联；步骤2、当线路故障时，每对反并可控硅动作，导通其所在电路，将转子电流引导至其后的电阻器处，通过电阻器将转子电流衰减而不再流经变流器；电机组与电网一起同步运行；步骤3、当线路故障排除后，每对反并可控硅反向动作，将电阻器...

【专利技术属性】
技术研发人员：文玉玲，何峰，彭建，王亮，韦翔，杨桂兴，李淼，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65