风电场应急电源系统消除谐波谐振的系统设计方法技术方案

本发明专利技术属于电抗器技术领域，具体涉及一种风电场应急电源系统消除谐波谐振的系统设计方法，通过计算整个应急电源系统的功率分布，取消阻尼抑制回路，结合母线原有无功补偿设备，增加移频电容器组及感性补偿容量，保证应急电源启动时其固有的并联谐振频率控制在50‑100Hz之间。同时，当应急电源系统不启用时，根据母线无功潮流，投退移频电容器组或感性无功，设备不闲置其价值得到有效利用。

【技术实现步骤摘要】
风电场应急电源系统消除谐波谐振的系统设计方法
本专利技术属于电力系统脱谐控制
，具体涉及一种风电场应急电源系统消除谐波谐振的系统设计方法。
技术介绍
在我国的东南沿海地区，当有台风登陆时，由于台风的极大破坏性及其风向的不确定性，供电主网将会遭受相当程度的破坏。风电场为求自身安全，台风登陆前，需被迫断网，并启动站内风机后备电源及风电场应急电源系统，使得风电机组具备偏航能力，保证风向沿着对叶片受力较为有利的顺浆方向吹入，有效降低叶片的载荷，避免叶片断裂，变浆执行机构受损，同时保证有关重要安全监测系统及通信电源的持续供电。目前风电场应急电源主要采取以下运行方式：(1)柴油发电机+升压变+阻尼回路+感性无功补偿。例如专利《一种消除谐波谐振的风电场应急电源系统》(专利号2014204898423)，通过35kV母线，集中供电模式，按照集电线路充电容量分组投的运行方式；(2)柴油发电机+升压变。这种供电方式由于柴油发电机容量太小，供电系统阻抗与集电线路充电电容发生并联谐振而无法正常投运；(3)采取分布式控制+UPS电池供电。例如专利《一种风电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电场应急电源系统消除谐波谐振的系统设计方法，其特征在于：应急电源启动时，母线处于空载状态，柴油发电机通过升压变给母线充电，并经过连接在母线上的若干条集电线路给偏航电机提供电源，电缆的等值电感很小，可忽略不计，此时系统等值电抗和容抗分别为：/nX＝X

【技术特征摘要】
1.一种风电场应急电源系统消除谐波谐振的系统设计方法，其特征在于：应急电源启动时，母线处于空载状态，柴油发电机通过升压变给母线充电，并经过连接在母线上的若干条集电线路给偏航电机提供电源，电缆的等值电感很小，可忽略不计，此时系统等值电抗和容抗分别为：
X＝XGT＝XT+XG“(1)



式中，X为系统等值电抗，XGT为柴油发电机到母线处的等值电抗，XT及XG“分别为柴油发电机和升压变等值电抗，XJC为集电线路容抗，按照每条集电线路总电缆长度大约10km计算，典型值为700～2100Ω，∑n＝1Cn为各集电线路等值对地电容；
在风电场应急电源系统中，柴油发电机及升压变的容量一般为1200～2000KVA，阻抗分压比选择6-10％，令：



此时的风电场应急电源系统的等值电路固有的谐振频率见下表，全投三条集电线路，采用零起升压对全站应急负荷供电：



投一条集电线路固有谐振频率为：



投两条集电线路时固有谐振频率为：



上述计算是按集电线路均是电力电缆，若为架空线路，则等值电容可按照电力电缆等值电容的一半简化计算即可；
通过增加移频电容器改变对地C值，同时取消阻尼回路，使得并联谐振的频带移到在1.2-1.8次之间，避免造成2～7次谐波谐振；此时系统的总电抗、总容抗为：XL＝(XT+XG“)//XBK(4)
XC＝(XBC-XCK)//XJC(5)
其中，XBK为并联电抗器电抗，XBC为移频并联电容器组容抗，XcK为移频电容器组用串联电抗器电抗，串联电抗器电抗率K选5-6％
令XL＝XC，得系统并联谐振频次Ho：



上式中后缀带“1”为工频下的感抗或容抗；
同时，上...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆福权，贾跟卯，
申请(专利权)人：天津经纬正能电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12