用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路及发电机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路及发电机组，本实用新型专利技术的储能式机侧卸荷电路包括电机侧AC

【技术实现步骤摘要】
用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路及发电机组


[0001]本技术涉及风力发电系统领域，具体涉及一种用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路(Crowbar电路)及发电机组。

技术介绍

[0002]对于双馈风力发电机而言，在电网电压跌落的过渡过程中，其发电机转子回路可能会感应出一个较大的转子电流，一方面，当它超出变流器IGBT器件的电流承载力时，会触发安全链动作，导致风机脱网停机；另一方面，可能会导致其输出的电能在变流器直流侧积压，致使直流母线电压升高，当它超出变流器IGBT器件的电压承载力时，同样会触发安全链动作，导致风机脱网停机。目前，一般采用在双馈电机转子侧安装储能式机侧卸荷电路(Crowbar 电路)，变流器直流侧安装网侧卸荷电路(Chopper电路)的方式，对转子电流进行卸荷，以保证系统的正常运行。
[0003]但是，现有储能式机侧卸荷电路一般采用直流侧配置卸荷电阻的方式进行分流，这样可能会造成在电网电压跌落瞬间，风机输出的有功功率出现大幅度的降低，导致发电机电磁转矩大幅度降低，与机械转矩之间将产生较大的差值，尤其是风力发电机输出有功功率较大时，其转矩差值将会更大，由此产生的结果是：风轮机和齿轮箱轴承会出现瞬时的加速，并通过联轴器带动发电机转子轴承加速，此时，联轴器将承受齿轮箱高速转轴带来较大的可能难以承受的瞬间加速扭力，若联轴器承载力不够，必然会出现联轴器失效打滑的现象，当齿轮箱高速转轴与发电机转子转速差值超过一定的阈值后，将触发安全链动作，导致风机进入紧急停机状态，最终脱网停机。
技术内容
[0004]本技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路及发电机组，本技术的储能式机侧卸荷电路能够在电网电压发生跌落时主动对转子侧感应的大电流进行卸流，以及对背靠背变流器直流侧可能产生过电压进行卸压以保证系统的正常运行，有效提高双馈风力发电机组的低电压穿越能力。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
[0006]一种用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路，包括电机侧AC
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DC变流器、储能装置以及双向DC
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DC斩波器，所述电机侧AC
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DC变流器的交流端口j用于与双馈风力发电机组的转子侧出线端口a相连、直流端口k与储能装置的一端l相连，储能装置的另一端m与双向DC
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DC斩波器的低压端口n相连，所述双向DC
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DC斩波器的高压端口o并接至双馈风力发电机组的背靠背变流器的直流母排。
[0007]可选地，所述储能装置为超级电容器或者蓄电池。
[0008]一种双馈风力发电机组，包括风轮机、双馈异步发电机、升压变压器和背靠背变流器，所述风轮机驱动双馈异步发电机的转子转动，所述双馈异步发电机的定子侧出线端口p
通过升压变压器与外部电网相连，所述背靠背变流器一端与双馈异步发电机的转子侧出线端口a 并联、另一端与双馈异步发电机的定子侧出线端口p并联，且所述双馈异步发电机的转子侧出线端口a、背靠背变流器的直流母排之间设有前述的用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路。
[0009]可选地，所述风轮机、双馈异步发电机之间设有齿轮箱，所述风轮机的主轴通过齿轮箱驱动双馈异步发电机的转子转动。
[0010]可选地，所述双馈异步发电机的定子侧出线端口p输出为工频50Hz的恒频电压。
[0011]可选地，所述升压变压器为双绕组升压变压器。
[0012]可选地，所述背靠背变流器包括依次相连的变流器电机侧AC
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DC变流器，直流母线电容以及变流器电网侧DC
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AC变流器，变流器电机侧AC
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DC变流器、变流器电网侧DC
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AC变流器两者的直流侧均连接至直流母排，所述变流器电机侧AC
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DC变流器的交流侧端子b与双馈异步发电机的转子侧出线端口a并联，所述直流母线电容并联在直流母排的正负极之间，所述变流器电网侧DC
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AC变流器的交流侧端子g与双馈异步发电机的定子侧出线端口p并联。
[0013]可选地，所述变流器电网侧DC
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AC变流器的交流侧端子g与双馈异步发电机的定子侧出线端口p的并联点之间串联有三相滤波电感。
[0014]可选地，所述电机侧AC
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DC变流器、双向DC
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DC斩波器、变流器电机侧AC
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DC变流器以及变流器电网侧DC
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AC变流器的控制端分别与双馈风力发电机组的控制设备相连。
[0015]可选地，所述风轮机为带有变桨组件的风轮机。
[0016]和现有技术相比，本技术主要具有下述优点：本技术的储能式机侧卸荷电路包括电机侧AC
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DC变流器、储能装置以及双向DC
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DC斩波器，电机侧AC
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DC变流器的交流端与双馈风力发电机组的转子侧出线端口相连、直流端口与储能装置相连，储能装置还与双向DC
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DC斩波器的低压端口相连，双向DC
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DC斩波器的高压端口并接至风力发电机组背靠背变流器的直流母排。本技术能够在电网电压发生跌落时主动对转子侧感应的大电流进行卸流，以及对背靠背变流器直流侧可能产生过电压进行卸压以保证系统的正常运行，有效提高双馈风力发电机组的低电压穿越能力。
附图说明
[0017]图1为本技术实施例中的发电机组及其储能式机侧卸荷电路的结构示意图。
[0018]图例中的标号说明：1、电机侧AC
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DC变流器；2、储能装置；3、双向DC
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DC斩波器； 4、风轮机；41、齿轮箱；5、双馈异步发电机；6、升压变压器；7、背靠背变流器；71、变流器电机侧AC
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DC变流器；72、直流母线电容；73、变流器电网侧DC
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AC变流器；74、三相滤波电感。
具体实施方式
[0019]如图1所示，本实施例提供一种用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路，包括电机侧AC
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DC变流器1、储能装置2以及双向DC
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DC斩波器3，电机侧AC
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DC变流器1的交流端口j用于与双馈风力发电机组的转子侧出线端口a相连、直流端口k与储能装置2的一端l相连，储能装置2的另一端m与双向DC
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DC斩波器3的低压端口n相连，双向DC
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DC 斩波器3的高压端口o并接至双馈风力发电机组的背靠背变流器的直流母排。本实施例的储能式机侧卸荷电路主要用于双馈风力发电机组，可主动对转子侧感应的大电流进行卸流以及对背靠背
变流器直流侧可能产生过电压进行卸压，以保证系统的正常运行，有效提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路，其特征在于，包括电机侧AC
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DC变流器(1)、储能装置(2)以及双向DC
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DC斩波器(3)，所述电机侧AC
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DC变流器(1)的交流端口j用于与双馈风力发电机组的转子侧出线端口a相连、直流端口k与储能装置(2)的一端l相连，储能装置(2)的另一端m与双向DC
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DC斩波器(3)的低压端口n相连，所述双向DC
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DC斩波器(3)的高压端口o并接至双馈风力发电机组的背靠背变流器的直流母排。2.根据权利要求1所述的用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路，其特征在于，所述储能装置(2)为超级电容器或者蓄电池。3.一种变速恒频双馈风力发电机组，其特征在于，包括风轮机(4)、双馈异步发电机(5)、升压变压器(6)和背靠背变流器(7)，所述风轮机(4)驱动双馈异步发电机(5)的转子转动，所述双馈异步发电机(5)的定子侧出线端口p通过升压变压器(6)与外部电网相连，所述背靠背变流器(7)一端与双馈异步发电机(5)的转子侧出线端口a并联、另一端与双馈异步发电机(5)的定子侧出线端口p并联，且所述双馈异步发电机(5)的转子侧出线端口a、背靠背变流器(7)的直流母排之间设有权利要求1或2所述的用于双馈风力发电机组的储能式机侧卸荷电路。4.根据权利要求3所述的变速恒频双馈风力发电机组，其特征在于，所述风轮机(4)、双馈异步发电机(5)之间设有齿轮箱(41)，所述风轮机(4)的主轴通过齿轮箱(41)驱动双馈异步发电机(5)的转子转动。5.根据权利要求4所述的变速恒频双馈风力发电机组，其特征在于，所述双馈异步发电机(5)的定子侧出线端口p输出为工频50Hz...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，盛杰，胡锦豪，朱晓星，陈厚涛，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，
类型：新型
国别省市：