本发明专利技术公开了一种用于风电机组低电压穿越的Crowbar装置及其控制方法；所述装置包括：不控整流桥G、可控器件QS、可控器件QX和泄放电阻RC；所述不控整流桥G输入端连接双馈异步发电机转子侧A、B、C三相；所述可控器件QS和可控器件QX串联接在不控整流桥G的输出端；所述泄放电阻RC一端与可控器件QS和可控器件QX的相接点连接，另一端连接不控整流桥G的输出正端或输出负端；本发明专利技术结构简单、成本较低，改进了现有Crowbar结构复杂、成本较高的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着风电装机容量的不断增加，风机脱网事故频繁发生，电监会主要针对“风电场机组的低电压穿越能力检测及改造情况和风电场接入系统后对当地电网影响”的全国风电安全检查在2011年8月正式启动。为了符合新国标的这一要求，已安装运行的风电机组的低电压穿越功能改造和新机组的低电压穿越功能测试都集中行动起来。风电机组尤其是双馈式风力发电机组的低电压穿越功能因为其实现难度大，而且验证困难，已经成为风电场关注的重点。虽然为了实现低电压穿越，双馈机组的各个零部件都需要进行改造，但其中难度最大的是双馈变频器的低电压穿越能力的改造，因为双馈变频器额定容量小，通常只有机组容量的1/2 1/3，所以耐受电网电压变化所产生的大的暂态电流的能力差，目前国内的应对方法多是采用Crowbar旁路的方法，即在检测到因机端电压跌落或恢复产生的大电流冲击的时候，投入Crowbar，将转子绕组短路，为转子磁场能量和转子电流提供消耗和续流的通道，避免暂态电流对变频器的冲击。比如专利申请号为201010266619. 9的专利提出一种低电压穿越的Crowbar电路,该Crowbar电路包括至少一套主晶闸管和由辅助晶闸管、电容和电抗器组成的辅助电路，主晶闸管和辅助电路一同实现Crowbar电路的开通和关断；这种常规的有源Crowbar设计往往会导致电网电压恢复期间变流器二次或者多次过流再投入Crowbar甚至无法切出，导致国标要求的无功支撑时间以及恢复功率时间无法保障；为了解决这个问题，专利号为201110267179. 3的专利提出一种Crowbar结构，在电网电压跌落时，根据电网跌落程度的不同，通过Crowbar电路装置中IGBT分级投切不同数量的能耗电阻，来减小Crowbar装置投入和切出时所吸收的无功,从而减小Crowbar装置投入和切出时的无功波动，来实现风机的低电压穿越功能；专利号为201110175899. 7的专利提出的变电阻Crowbar结构,通过相应结构的变电阻Crowbar结构的并联Crowbar结构算法或斩波Crowbar结构算法获取Crowbar的控制信号,分别控制Crowbar的可控器件的开通和关断，以改变Crowbar电阻的大小来实现风机的低电压穿越功能，上述两个专利虽然都采用不同的方法实现了改变泄放电阻大小来提升低电压穿越的性能，但是所提出的Crowbar的构成都包含两个或者两个以上IGBT，甚至多个不控整流桥，结构比较复杂，同时因低电压穿越跌落和恢复瞬间暂态电流非常大，因此Crowbar的IGBT的耐受电流能力必须较大,价格较贵，因此成本很高。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种结构简单、节约成本的用于风电机组低电压穿越的Crowbar装置及其控制方法。本专利技术的技术手段如下一种用于风电机组低电压穿越的Crowbar装置，包括不控整流桥G、可控器件Qs、可控器件Qx和泄放电阻Rc ;所述不控整流桥G输入端连接双馈异步发电机转子侧A、B、C三相；所述可控器件Qs和可控器件Qx串联接在不控整流桥G的输出端；所述泄放电阻Rc —端与可控器件Qs和可控器件Qx的相接点连接，另一端连接不控整流桥G的输出正端或输出负端；进一步地，所述可控器件Qs和可控器件Qx分别为双管IGBT模块的上管和下管；进一步地，所述可控器件％的集电极和发射极分别连接不控整流桥G的输出正端和可控器件Qx的集电极；进一步地，所述可控器件Qx的发射极连接不控整流桥G的输出负端；一种用于风电机组低电压穿越的Crowbar装置的控制方法，包括如下步骤SI =Crowbar控制单元检测直流母线电压uDC；、三相转子电流ira、irt、和泄放电阻 Rc压降uK。，设定泄放电阻R。一端与可控器件Qs和可控器件Qx的相接点连接，另一端连接不控整流桥G的输出负端，执行S2 ；S2 :根据检测到的直流母线电压Udc和三相转子电流iM、irb> irc, Crowbar控制单元判断低电压穿越期间是否存在过压或过流，是则执行S3，否则返回S2 ；S3 =Crowbar控制单元输出持续导通控制信号QsON至可控器件Qs，同时输出占空比为P的脉冲信号QxON至可控器件Qx，执行S4 ；S4 =Crowbar控制单元根据检测到的泄放电阻R。压降％。和可控器件Qx控制信号QxON的占空比P,利用公式iKC=uKC/(I — p)*Rc计算得出等效电阻(l_p)*Rc下的Crowbar泄放回路的电流iKC，执行S5 ；S5 Crowbar控制单元判断Crowbar泄放回路的电流iKC；是否低于预设安全电流lRCsafe^是则执行S6，否则执行S9 ；S6 =Crowbar控制单元保持输出持续导通控制信号QsON至可控器件Qs和输出占空比为P的脉冲信号QxON至可控器件Qx不变，执行S7 ；S7 :根据检测到的直流母线电压Udc和三相转子电流iM、irb> irc, Crowbar控制单元判断低电压穿越期间是否存在过压或过流，是则执行S6，否则执行S8 ；S8 =Crowbar控制单元关断可控器件Qs控制信号QsON和可控器件Qx控制信号Qx0N，使得可控器件Qs和可控器件Qx均切出不控整流桥G的输出回路；S9 =Crowbar控制单元降低可控器件Qx控制信号QxON的占空比p，执行S4。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的，通过将可控器件Qs和可控器件Qx串联在不控整流桥G的输出回路，泄放电阻R。并联接在可控器件Qs或者可控器件Qx两端，同时利用Crowbar控制单元控制可控器件Qs或者可控器件Qx的导通和关断状态来实现接入不控整流桥G输出回路的等效泄放电阻值的改变，从而精确调节泄放电流大小使其低于预设安全电流iK&afe，避免了现有有源Crowbar设计往往会导致电网电压恢复期间变流器二次或者多次过流，再投入Crowbar甚至无法切出，从而使得国标要求的无功支撑时间以及恢复功率时间无法保障的问题，同时由于市场中存在固有双管结构的IGBT模块，可以直接用于本专利技术的Crowbar装置，本专利技术结构简单、成本较低，改进了现有Crowbar结构复杂、成本较高的问题。附图说明图1是本专利技术所述Crowbar装置的电路结构图；图2是本专利技术所述Crowbar控制单元的控制电路结构图；图3是本专利技术所述Crowbar控制单元的控制流程图。具体实施例方式如图1所示的一种用于风电机组低电压穿越的Crowbar装置，包括不控整流桥G、可控器件Qs、可控器件Qx和泄放电阻Rc ;所述不控整流桥G输入端连接双馈异步发电机转子侧A、B、C三相；所述可控器件Qs和可控器件Qx串联接在不控整流桥G的输出端；所述泄放电阻R。一端与可控器件Qs和可控器件Qx的相接点连接，另一端连接不控整流桥G的输出正端或输出负端；进一步地，所述可控器件Qs和可控器件Qx分别为双管IGBT模块的上管和下管；所述可控器件Qs的集电极和发射极分别连接不控整流桥G的输出正端和可控器件Qx的集电极；所述可控器件Qx的发射极连接不控整流桥G的输出负端；如图2所示，整流器输出端通过直流母线连接逆变器，Crowbar装置连接双馈异步发电机转子侧A、B、C三相；；Crowbar控制单元分别连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于风电机组低电压穿越的Crowbar装置，其特征在于包括：不控整流桥G、可控器件QS、可控器件QX和泄放电阻RC；所述不控整流桥G输入端连接双馈异步发电机转子侧A、B、C三相；所述可控器件QS和可控器件QX串联接在不控整流桥G的输出端；所述泄放电阻RC一端与可控器件QS和可控器件QX的相接点连接，另一端连接不控整流桥G的输出正端或输出负端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张文朝，
申请(专利权)人：大连国通电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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