一种风电场偏航后备电源系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风电场偏航后备电源系统，由多个后备电源组成，风电场的每条集电线路均配套有一个后备电源，安装在每条集电线路上的风力发电机组的塔筒外部，并置于风力发电机组的升压变低压侧；后备电源包括带有控制器的柴油发电机组、电力变压器、并联电抗器、断路器，柴油发电机组与电力变压器组成回路后与并联电抗器并联，并联后与风力发电机组的升压变低压侧通过断路器相连，柴油发电机组的启停、柴油发电机组的回路断路器合闸、风机箱变低压侧断路器跳闸合闸、并联电抗器的回路断路器合闸均由控制器进行控制。本实用新型专利技术可确保风力发电机组在台风期间外电网断电的情况下，能有效的给风力发电机组控制系统和偏航系统供电。

A wind farm yaw backup power supply system

The utility model discloses a wind yaw back-up power system is composed of a plurality of backup power supply, each wind farm integrated circuit equipped with a backup power tower mounted on the exterior of each set of wind turbine power line, and a wind power generator step-up transformer low-voltage side backup; the power supply includes diesel generator, controller with power transformer, shunt reactor, circuit breaker, diesel generator and power transformer circuit and shunt reactors in parallel, parallel with the boost of wind turbine low voltage side is connected through the circuit breaker, diesel generator start-up, diesel generator circuit breaker, fan box transformer low voltage circuit breaker tripping and closing shunt reactor circuit breaker closing by controller. The utility model ensures that the wind turbine can effectively supply power to the wind turbine control system and the yaw system during the power failure during the typhoon season.

【技术实现步骤摘要】
一种风电场偏航后备电源系统
本技术涉及电力系统运行与控制的
，尤其是指一种风电场偏航后备电源系统。
技术介绍
随着海岸风力发电机组以及海上风力发电机组装机规模越来越大，台风严重影响机组极限载荷、疲劳载荷，经验表明在台风期间使风电机组始终处在一定的偏航误差范围内时机组的载荷可以降低至最小。如果机组配有后备电源，在台风期间电网失电情况下，能够保证风力发电机组控制系统和偏航系统始终正常运行，这可有效降低台风对机组极限载荷、疲劳载荷。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单合理、安全可靠的风电场偏航后备电源系统，确保风力发电机组在台风期间外电网断电的情况下，能够有效的给风力发电机组的控制系统和偏航系统供电。为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种风电场偏航后备电源系统，由多个后备电源组成，风电场的每条集电线路均配套有一个后备电源，安装在每条集电线路上的风力发电机组的塔筒外部，并置于风力发电机组的升压变低压侧，用于在风电场失电情况下为风力发电机组的控制系统和偏航系统供电；所述后备电源包括带有控制器的柴油发电机组、电力变压器、并联电抗器、断路器，所述柴油发电机组与电力变压器组成回路后与并联电抗器并联，并联后与风力发电机组的升压变低压侧通过断路器相连，所述柴油发电机组的启停、柴油发电机组的回路断路器合闸、风机箱变低压侧断路器跳闸合闸、并联电抗器的回路断路器合闸均由控制器进行控制。所述控制器与风力发电机组的升压变控制器有通信连接，通过光纤环网连接至风力发电机组的总控室，其中所述光纤环网服从TCP/IP协议。所述后备电源配备有自动干粉式灭火器。所述电力变压器采用油浸式变压器或干式变压器。所述并联电抗器的电压为400V或690V。本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：1、接入电压等级为690V，电压等级低，不需要考虑风力发电系统高压输电方面的设计和问题，设计简单。3、投入设备种类少，成本低，便于市场化。3、系统结构简单，可靠性高，本设计方案每条集电线路配置一套备用电源，即使遇到单套备用电源启动失败，也可以通过控制策略使所有风力发电机组都能够偏航。附图说明图1为本技术的风电场偏航后备电源系统的电气接线图。图2为本技术的风电场偏航后备电源系统的网络拓扑图。图3为本技术的风电场偏航后备电源系统的启动流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步说明。参见图1所示，本实施例所提供的风电场偏航后备电源系统，是由多个后备电源组成，风电场的每条集电线路均配套有一个后备电源(配备有自动干粉式灭火器)，安装在每条集电线路上的风力发电机组的塔筒外部(采用集装箱式或户外安装方式)，并置于风力发电机组的升压变低压侧，用于在风电场失电情况下为风力发电机组的控制系统和偏航系统供电。所述后备电源包括带有控制器(图中未画出)的柴油发电机组01、电力变压器02、并联电抗器03、断路器04，所述柴油发电机组01与电力变压器02组成回路后与并联电抗器03并联，并联后与风力发电机组的升压变低压侧通过断路器04相连，所述柴油发电机组01的启停、柴油发电机组01的回路断路器011合闸、风机箱变低压侧断路器05跳闸合闸、并联电抗器03的回路断路器031合闸均由控制器进行控制，该控制器可以实现柴油发电机组01失电自启动、远程启动功能，所述控制器还具有自检、监控功能，所述自检为检测柴油发电机组01状态检查，所述监控为柴油发电机组01运行状态监控、油箱漏油监控、起火监控、电力变压器02温度监控、并联电抗器03温度监控。所述柴油发电机组01包括柴油机、发电机、电池、控制器、机组与控制器配套设施、油箱、自动消防装置等；所述电力变压器02包括变压器、自动消防装置等，可采用油浸式变压器或干式变压器，若后备电源采用集装箱式(室内)安装，推荐使用干式变压器，如采用户外安装方式，推荐使用油浸式变压器；所述并联电抗器03为低压并联电抗器，其电压为400V或690V；所述自动消防装置为自动干粉式灭火器，在发生起火事故时，可实现自动灭火功能。所述柴油发电机组01的控制器与风力发电机组的升压变控制器有通信连接，通过光纤环网连接至风力发电机组的总控室，其中所述光纤环网服从TCP/IP协议，其网络拓扑参见图2所示。柴油发电机组、电力电压器、并联电抗器参数选取如下：表1机组偏航耗电量计算p2＝p1×n1,p5＝p2+p3+p4,p6＝p3+p4单台风力发电机组偏航所需最大功率为p5。假定集电线路连接n2台风力发电机组，则该条集电线路所连接风力发电机组全部偏航所需功率p6＝p5×n2。表2机组偏航无功量计算q2＝q1×n1,q4＝q2+q3单台风力发电机组偏航消耗无功功率为q4，假定集电线路连接n2台风力发电机组，则该条集电线路所连接风力发电机组全部偏航所需功率q5＝q4×n2。柴油发电机组容量选择：Pn≥p6与柴油发电机组相连接电力变压器容量选择：并联电抗器容量选择：表3每条集电线路回路消耗无功统计Q3＝Q1+Q2并联电抗器容量：Q≥Q3。参见图3所示，以下为本实施例上述风电场偏航后备电源系统的具体启动流程：1)当风电场失电后，集电线路35kV母线侧断路器跳闸。2)风力发电机组控制器保证风力发电机组断路器不跳闸。3)后备电源系统的断路器合闸，后备电源启动，开始向风力发电机组的控制系统及偏航系统供电。4)柴油发电机组的控制器检测是否出现故障，如果正常则后备电源启动直到偏航结束，如果柴油发电机组故障，则向中控制发出报警。5)柴油发电机组的控制器检测是否自启成功，如果成功则启动后备电源直到偏航结束，如果自启失败，则自启失败的那条集电线路35kV断路器合闸，同时由风力发电机组控制器选择负荷最小的集电线路35kV断路器在偏航结束后合闸，向自启失败集电线路供电，启动其控制系统及偏航系统，直到偏航结束。6)偏航结束，退出后备电源系统。以上所述之实施例子只为本技术之较佳实施例，并非以此限制本技术的实施范围，故凡依本技术之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场偏航后备电源系统，其特征在于：由多个后备电源组成，风电场的每条集电线路均配套有一个后备电源，安装在每条集电线路上的风力发电机组的塔筒外部，并置于风力发电机组的升压变低压侧，用于在风电场失电情况下为风力发电机组的控制系统和偏航系统供电；所述后备电源包括带有控制器的柴油发电机组、电力变压器、并联电抗器、断路器，所述柴油发电机组与电力变压器组成回路后与并联电抗器并联，并联后与风力发电机组的升压变低压侧通过断路器相连，所述柴油发电机组的启停、柴油发电机组的回路断路器合闸、风机箱变低压侧断路器跳闸合闸、并联电抗器的回路断路器合闸均由控制器进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种风电场偏航后备电源系统，其特征在于：由多个后备电源组成，风电场的每条集电线路均配套有一个后备电源，安装在每条集电线路上的风力发电机组的塔筒外部，并置于风力发电机组的升压变低压侧，用于在风电场失电情况下为风力发电机组的控制系统和偏航系统供电；所述后备电源包括带有控制器的柴油发电机组、电力变压器、并联电抗器、断路器，所述柴油发电机组与电力变压器组成回路后与并联电抗器并联，并联后与风力发电机组的升压变低压侧通过断路器相连，所述柴油发电机组的启停、柴油发电机组的回路断路器合闸、风机箱变低压侧断路器跳闸合闸、并联电抗器的回路断路...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐彬伟，刘勇村，宋晓瑛，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：新型
国别省市：广东,44