本发明专利技术提供一种风电机组高电压穿越系统及方法，适用于任何机组高电压穿越改造，特别的适用于定桨距失速型风电机组，穿越系统包括开关和电抗器。定桨距失速型机组拓扑中未包含可控变流器装置，因此该类型机组普遍不具备高电压穿越能力，且适用于该机型的高穿改造方案一直缺失。本发明专利技术采用系统接入感性负载的方式，通过从电网系统吸收感性无功，将电压升高的部分降到箱式变压器等值阻抗上，从而使风电机组出口电压降低到规定水平，实现定桨距失速型风电机组高电压穿越能力。
【技术实现步骤摘要】
一种风电机组高电压穿越系统及方法
本专利技术属于风力发电
，具体涉及一种风电机组高电压穿越系统及方法。
技术介绍
近年风力发电技术在全世界的范围内得到了巨大发展，随着风电装机总量的逐年攀升，风电接入电网后与电网之间的相互影响，已经不能忽略，并且风电系统在电网故障情况下的运行控制方式将会直接影响到电网的安全稳定运行。目前，相关研究主要集中于风电机组在故障条件下的运行特性及低电压穿越技术。与电压跌落相对应，电压骤升也是一种经常遇到的故障类型，一般分为工频过电压、操作过电压、谐振过电压和雷电过电压四类，具体故障如：突然甩负荷、电容补偿未及时退出、开关操作、单相接地故障等。风电并网运行中的高电压故障，时常发生在系统故障切除后电网电压恢复或电网无功功率过剩时刻。与低电压穿越标准相对应，世界不少国家风电并网标准中要求风电机组具备一定的高电压穿越能力，因此对风力发电系统高电压穿越的研究成为热点。国标《GB/T36995-2018风力发电机组故障电压穿越能力测试规程》对风电机组高电压穿越能力提出了明确的要求。风电机组具备高电压穿越能力已成为必然要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种风电机组高电压穿越系统及方法，该方法适用于任何风电机组高电压穿越改造，特别适用于定桨距失速型风电机组。为达到上述目的，本专利技术所述一种风电机组高电压穿越系统，包括变压器、开关K2和感性负载，所述变压器的高压侧和电网连接，低压侧与开关K2的第一端以及风电机组连接，所述开关K2的第二端与感性负载的第一端连接，所述感性负载的第二端短接连接。进一步的，感性负载为电抗器。进一步的，感性负载的电感值根据当前电网电压和所述箱式变压器等值阻抗计算得到。进一步的，风电机组与电网之间串联有限流电抗器X1，所述限流电抗器X1上并联有开关K1。进一步的，限流电抗器X1和感性负载均为可变电抗器。进一步的，开关K1和开关K2均为双向可控晶闸管。一种基于上述的系统的风电机组高电压穿越方法，包括以下步骤：当所述风电机组正常运行时，所述开关K2断开；当电网电压高于1.1倍额定电压时，将开关K2闭合，使感性负载投入运行。一种基于上述的系统的风电机组高电压穿越方法，包括以下步骤：当所述风电机组正常运行时，所述开关K1闭合，所述限流电抗器X1被旁路；所述开关K2断开；当电网电压高于1.1倍额定电压时，所述开关K1断开，使限流电抗器X1投入运行；然后闭合开关K2，使感性负载投入运行。进一步的，电网电压由风电机组高电压穿越系统自身检测，不依赖于风电机组。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：定桨距失速型风电机组采用鼠笼式异步电机，通过软并网装置并网，由于机组拓扑中未包含可控变流器装置，因此该类型机组普遍不具备高电压穿越能力，且适用于该机型的高穿改造方案一直缺失。本专利技术提供一种风电机组高电压穿越系统，包括开关和电抗器，该方法适用于任何机组高电压穿越改造，特别的适用于定桨距失速型风电机组。本专利技术采用系统接入感性负载的方式，通过从电网系统吸收感性无功，将电压升高的部分降到箱式变压器等值阻抗上，从而使风电机组出口电压降低到规定水平。进一步的，感性负载选用可变电抗器，通过调节电抗器感值大小，调节风电机组出口电压。电抗器能量损耗小，结构简单、容易实现，具备很强的耐受电网过流能力。一种风电机组高电压穿越方法，通过接入可变电抗器，使风电机组出口电压降低到规定水平。对于定桨距失速型风电机组来说，该方法操作方便，易于实现。附图说明图1为实施例1的风电机组高电压穿越系统及方法示意图；图2为实施例2中的风电机组高电压穿越系统及方法示意图；图3为本专利技术实施例3提供的高电压穿越改造方案示意图。具体实施方式下面，结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细的描述，但不作为本专利技术的限定。应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本专利技术的这些和其它特性将会变得显而易见。还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本专利技术进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本专利技术的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。实施例1在箱式变压器T低压侧并联电抗器，通过从电网系统吸收感性无功，降低机组并网点电压，实现机组长期稳定运行。参照图1，本专利技术第一个实施例提供一种风电机组高电压穿越系统及方法，根据标准《GB/T36995-2018风力发电机组故障电压穿越能力测试规程》要求，设计电抗器X2感值和开关K2参数。风电机组高电压穿越系统，在箱式变压器T和风电机组G之间增加开关K2和电抗器X2。所述开关K2分别与箱式变压器T低压侧和所述电抗器X2连接，用于控制所述电抗器K2的通断。所述开关K2受风电机组高电压穿越系统控制。当所述该系统检测到电网电压高于1.1倍额定电压时，控制所述开关K2闭合，使电抗器X2投入运行，从电网吸收感性无功，降低所述风电机组并网点电压。当所述该系统检测到电网电压低于1.09倍额定电压时，控制所述开关K2断开，将电抗器X2切出。本实施例中，假定所述35kV电网为无穷大电网，箱式变压器等值电抗为XT，控制风电机组并网点电压为额定电压，则所述电抗器X2的电感值计算如下：式中：ΔU为电网电压的升高量标幺值。当电网电压升高到1.3倍额定电压时，计算得到所述电抗器X2为所述箱式变压器等值电感值得3.333倍。由于箱式变压器等值电感值很小，则投入所述电抗器后总电网等值阻抗小，短路电流显著增大，以此来对开关K2进行参数设计。本实施例的缺陷是可能造成所述箱式变压器断路器过流跳闸。实施例2如图2所示，本专利技术第二个实施例，在实施例1的基础上，在箱式变压器和风电机组之间串联接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风电机组高电压穿越系统，其特征在于，包括变压器、开关K2和感性负载，所述变压器的高压侧和电网连接，低压侧与开关K2的第一端以及风电机组连接，所述开关K2的第二端与感性负载的第一端连接，所述感性负载的第二端短接连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种风电机组高电压穿越系统，其特征在于，包括变压器、开关K2和感性负载，所述变压器的高压侧和电网连接，低压侧与开关K2的第一端以及风电机组连接，所述开关K2的第二端与感性负载的第一端连接，所述感性负载的第二端短接连接。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组高电压穿越系统，其特征在于，所述感性负载为电抗器。
3.根据权利要求1所述的一种风电机组高电压穿越系统，所述感性负载的电感值根据当前电网电压和所述箱式变压器等值阻抗计算得到。
4.根据权利要求1所述的一种风电机组高电压穿越系统，其特征在于，所述风电机组与电网之间串联有限流电抗器X1，所述限流电抗器X1上并联有开关K1。
5.根据权利要求5所述的一种风电机组高电压穿越系统，其特征在于，所述限流电抗器X1和感性负载均为可变电抗器。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊杰，蔡安民，焦冲，林伟荣，李力森，蔺雪峰，金强，李媛，张林伟，许扬，杨博宇，郑磊，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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