風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高電壓穿越測(cè)試設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的高電壓穿越測(cè)試裝置，所述高電壓穿越測(cè)試設(shè)備包括：限流電抗器組，包括電抗器和可控?cái)嗦菲?；并?lián)電容器組C1，包括多個(gè)電容器和與之相連的電容器開(kāi)關(guān)，當(dāng)電容器開(kāi)關(guān)接通時(shí)，與該電容器開(kāi)關(guān)串聯(lián)的電容器接入電路被啟用；可控?cái)嗦菲鰿B1、CB3，可控?cái)嗦菲鰿B1連接到變壓器10，可控?cái)嗦菲鰿B3連接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；晶閘管T1，通過(guò)控制晶閘管通斷來(lái)改變并聯(lián)電容器組C1的投入，從而改變測(cè)試點(diǎn)A的電壓的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的測(cè)試。通過(guò)根據(jù)示例性實(shí)施例的高電壓穿越測(cè)試裝置能夠逼真地模擬實(shí)際電網(wǎng)的高電壓故障，能夠準(zhǔn)確反映風(fēng)電機(jī)組的高電壓穿越性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組高電壓穿越測(cè)試設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種高電壓穿越測(cè)試設(shè)備，尤其涉及ー種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組的高電壓穿越測(cè)試設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)カ發(fā)電在電カ系統(tǒng)中所占比例越來(lái)越大,風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響已不能忽略。特別對(duì)于中國(guó)風(fēng)電大規(guī)模集中接入的方式，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障造成風(fēng)機(jī)端ロ電壓(機(jī)端電壓)高于某ー限值時(shí)，風(fēng)電機(jī)組就會(huì)自動(dòng)脫網(wǎng)，從而造成電網(wǎng)電壓和頻率的波動(dòng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]對(duì)于風(fēng)機(jī)制造商來(lái)說(shuō)，必須證明風(fēng)機(jī)完全滿(mǎn)足電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于高電壓穿越的要求(高電壓穿越一般是指當(dāng)電カ系統(tǒng)事故或擾動(dòng)引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高時(shí)，在一定的電壓升高和時(shí)間范圍內(nèi)，風(fēng)電機(jī)組能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行，并提供相應(yīng)的故障恢復(fù)電流。與高電壓穿越相對(duì)的是低電壓穿越。對(duì)于高電壓穿越，澳大利亞規(guī)定是電壓上升至額定電壓的130%吋，發(fā)電設(shè)備應(yīng)維持60ms不脫網(wǎng))。ー種常用的方式是人為地產(chǎn)生高電壓來(lái)測(cè)試風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組，所以必須使用ー個(gè)特殊的高電壓試驗(yàn)設(shè)備來(lái)測(cè)試風(fēng)電機(jī)組的高電壓穿越能力，最大限度地減少對(duì)電網(wǎng)的影響。
[0004]目前已有的一種風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越測(cè)試裝置，采用電力電子器件構(gòu)建的變流器，變流器由整流器、直流環(huán)節(jié)和逆變器組成，變流器串聯(lián)在電網(wǎng)和被測(cè)風(fēng)電機(jī)組之間，通過(guò)控制電カ電子器件的通斷來(lái)改變變流器逆變側(cè)的輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)風(fēng)電機(jī)組不同電壓等級(jí)故障的模擬測(cè)試。
[0005]上述公開(kāi)的有關(guān)高電壓穿越能力的測(cè)試裝置能夠滿(mǎn)足對(duì)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的測(cè)試，所采用的方案是變流器型方案。但是該測(cè)試裝置與電網(wǎng)真實(shí)的高電壓故障的情況并不是很相同。在現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組中，如果電網(wǎng)出現(xiàn)高電壓故障使得風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓升高，則風(fēng)電機(jī)組會(huì)發(fā)出感性無(wú)功功率(直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組和雙饋風(fēng)電機(jī)組均能夠發(fā)出感性無(wú)功功率，只有早先的直接并網(wǎng)的異步風(fēng)電機(jī)組不能發(fā)出感性無(wú)功功率)，感性無(wú)功功率將會(huì)降低機(jī)端電壓(一般是降低一定程度，但并不能降低到發(fā)生高電壓故障之前的低電壓)，從而風(fēng)電機(jī)組在機(jī)端電壓被降低的情況下繼續(xù)運(yùn)行。而如果采用變流器方案去模擬電網(wǎng)中出現(xiàn)的高電壓故障，由于是通過(guò)控制電カ電子器件的通斷的方式來(lái)提高風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓，風(fēng)電機(jī)組端ロ電壓并不會(huì)隨著風(fēng)機(jī)發(fā)感性無(wú)功功率而降低，所以變流器型高電壓穿越測(cè)試設(shè)備，與真實(shí)的高電網(wǎng)故障并不相同。
[0006]由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的高電壓穿越測(cè)試裝置不能逼真地模擬實(shí)際電網(wǎng)的高電壓故障，不能準(zhǔn)確反映風(fēng)電機(jī)組的高電壓穿越性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上面提到的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于限流阻抗和快速控制電容器的方案，該測(cè)試裝置更能模擬電網(wǎng)真實(shí)的高電壓故障。[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越測(cè)試設(shè)備，具有分別連接到風(fēng)電機(jī)組的各個(gè)相的多個(gè)部分，所述多個(gè)部分中的每個(gè)部分包括:限流電抗器組，包括電抗器和第二可控?cái)嗦菲鳎渲?，第二可控?cái)嗦菲饔糜谕度胨鲭娍蛊骰蛘吲月匪鲭娍蛊?；并?lián)電容器組，包括多個(gè)電容器和分別與各個(gè)電容器串聯(lián)連接的多個(gè)電容器開(kāi)關(guān)，當(dāng)某個(gè)電容器開(kāi)關(guān)接通時(shí)，與該電容器開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接的電容器被投入電路，并與并聯(lián)電容器組中的其他被投入的電容器并聯(lián)，并聯(lián)電容器組能夠與所述測(cè)試設(shè)備的連接到其他相的部分中的并聯(lián)電容器組以及中性線電連接；第一可控?cái)嗦菲骱偷谌煽財(cái)嗦菲鳎谝豢煽財(cái)嗦菲鬟B接到與電網(wǎng)連接的變壓器，第三可控?cái)嗦菲鬟B接到風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組；電カ電子開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)控制電カ電子開(kāi)關(guān)器件的通斷來(lái)控制并聯(lián)電容器組的投入和切出，從而改變測(cè)試點(diǎn)的電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試。
[0009]所述測(cè)試設(shè)備的連接到風(fēng)電機(jī)組的各個(gè)相的各個(gè)部分還包括:第四可控?cái)嗦菲鳎谒目煽財(cái)嗦菲髋c該部分中的其他元器件并聯(lián)，當(dāng)?shù)谒目煽財(cái)嗦菲鏖]合且第一可控?cái)嗦菲骱偷谌煽財(cái)嗦菲鲾嚅_(kāi)時(shí)，所述測(cè)試設(shè)備被完全旁路，從而能夠被檢修；在使用所述測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試時(shí)，斷開(kāi)第四可控?cái)嗦菲鳌?br> [0010]所述的測(cè)試設(shè)備還包括:第五可控?cái)嗦菲鳎谖蹇煽財(cái)嗦菲饔糜趯⑺鰷y(cè)試設(shè)備的連接到各個(gè)相的各個(gè)部分中的并聯(lián)電容器組與中性線電連接。
[0011]可控?cái)嗦菲骶哂羞^(guò)流保護(hù)模塊，用于在測(cè)試時(shí)保護(hù)所述測(cè)試設(shè)備和風(fēng)機(jī)。
[0012]測(cè)試點(diǎn)在限流電抗器組與所述電カ電子開(kāi)關(guān)器件之間。
[0013]所述測(cè)試設(shè)備能夠在測(cè)試點(diǎn)A產(chǎn)生大小為額定電壓的1倍到1.35倍之間的電壓。
[0014]第二斷路器在測(cè)試前閉合，在測(cè)試時(shí)斷開(kāi)。
[0015]所述電抗器的阻抗值\滿(mǎn)足:
【權(quán)利要求】
1.ー種風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越測(cè)試設(shè)備，具有分別連接到風(fēng)電機(jī)組的各個(gè)相的多個(gè)部分，所述多個(gè)部分中的每個(gè)部分包括: 限流電抗器組，包括電抗器和第二可控?cái)嗦菲?，其中，第二可控?cái)嗦菲饔糜谕度胨鲭娍蛊骰蛘吲月匪鲭娍蛊鳎? 并聯(lián)電容器組，包括多個(gè)電容器和分別與各個(gè)電容器串聯(lián)連接的多個(gè)電容器開(kāi)關(guān)，當(dāng)某個(gè)電容器開(kāi)關(guān)接通時(shí)，與該電容器開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接的電容器被投入電路，并與并聯(lián)電容器組中的其他被投入的電容器并聯(lián)，并聯(lián)電容器組能夠與所述測(cè)試設(shè)備的連接到其他相的部分中的并聯(lián)電容器組以及中性線電連接； 第一可控?cái)嗦菲骱偷谌煽財(cái)嗦菲?，第一可控?cái)嗦菲鬟B接到與電網(wǎng)連接的變壓器，第三可控?cái)嗦菲鬟B接到風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組； 電カ電子開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)控制電カ電子開(kāi)關(guān)器件的通斷來(lái)控制并聯(lián)電容器組的投入和切出，從而改變測(cè)試點(diǎn)的電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試設(shè)備，所述測(cè)試設(shè)備的連接到風(fēng)電機(jī)組的各個(gè)相的各個(gè)部分還包括: 第四可控?cái)嗦菲鳎谒目煽財(cái)嗦菲髋c該部分中的其他元器件并聯(lián)，當(dāng)?shù)谒目煽財(cái)嗦菲鏖]合且第一可控?cái)嗦菲骱偷谌煽財(cái)嗦菲鲾嚅_(kāi)時(shí)，所述測(cè)試設(shè)備被完全旁路，從而能夠被檢修；在使用所述測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試吋，斷開(kāi)第四可控?cái)嗦菲鳌?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試設(shè)備，還包括: 第五可控?cái)嗦菲鳎谖蹇煽財(cái)嗦菲饔糜趯⑺鰷y(cè)試設(shè)備的連接到各個(gè)相的各個(gè)部分中的并聯(lián)電容器組與中性線電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任ー項(xiàng)所述的測(cè)試設(shè)備，其中， 可控?cái)嗦菲骶哂羞^(guò)流保護(hù)模塊，用于在測(cè)試時(shí)保護(hù)所述測(cè)試設(shè)備和風(fēng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任ー項(xiàng)所述的測(cè)試設(shè)備，其中， 測(cè)試點(diǎn)在限流電抗器組與所述電カ電子開(kāi)關(guān)器件之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任ー項(xiàng)所述的測(cè)試設(shè)備，其中， 所述測(cè)試設(shè)備能夠在測(cè)試點(diǎn)A產(chǎn)生大小為額定電壓的1倍到1.35倍之間的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任ー項(xiàng)所述的測(cè)試設(shè)備，其中， 第二斷路器在測(cè)試前閉合，在測(cè)試時(shí)斷開(kāi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任ー項(xiàng)所述的測(cè)試設(shè)備，其中，所述電抗器的阻抗值\滿(mǎn)足:
0 其中，為電網(wǎng)總阻杭，usys。是所述變壓器的低壓側(cè)的額定電壓，SWT為風(fēng)機(jī)容量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任ー項(xiàng)所述的測(cè)試設(shè)備，其中，限流電抗器組中的電抗器在變壓器的高壓側(cè)的阻抗值滿(mǎn)足: ズ >9X:nd， 其中，X－id為電網(wǎng)總阻抗，將でェ轉(zhuǎn)化到變壓器的低壓側(cè)，得到測(cè)試設(shè)備的電抗器的阻抗值\的下限。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試設(shè)備，其中，通過(guò)控制第五可控?cái)嗦菲饕约八鰷y(cè)試設(shè)備的各個(gè)部分中的電カ電子開(kāi)關(guān)器件的通斷，來(lái)模擬三相相間高電壓故障、三相對(duì)地高電壓故障、兩相相間高電壓故障、兩相對(duì)地高電壓故障和單相對(duì)地高電壓故障。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任ー項(xiàng)所述的測(cè)試設(shè)備，其中， 所述電カ電子開(kāi)關(guān)器件是晶閘管或者IGBT。
12.ー種利用如權(quán)利要求1-11中任ー項(xiàng)所述的風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越測(cè)試設(shè)備對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行高電壓穿越測(cè)試的方法，包括: 閉合第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器，將所述測(cè)試設(shè)備串入被測(cè)風(fēng)電機(jī)組和變壓器之間； 根據(jù)所需的電網(wǎng)短路容量選擇合適的電抗器阻抗值； 斷開(kāi)第二斷路器，以將所述電抗器接入； 控制第五可控?cái)嗦菲饕约八鰷y(cè)試設(shè)備的各個(gè)部分中的電カ電子開(kāi)關(guān)器件的通斷來(lái)投入相應(yīng)的并聯(lián)電容器組，抬升機(jī)端電壓并模擬不同的故障情況，持續(xù)規(guī)定的時(shí)間，看風(fēng)電機(jī)組能否在所述規(guī)定時(shí)間內(nèi)正常地運(yùn)行不脫網(wǎng)工作， 經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后，關(guān)斷所述測(cè)試設(shè)備的各個(gè)部分中的電カ電子開(kāi)關(guān)器件，將并聯(lián)電容器組切出； 經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，閉合第二斷路器，將電抗器切出。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中， 所述預(yù)定時(shí)間保證測(cè)試設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)暫態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中， 當(dāng)風(fēng)電機(jī)組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)并在三相相間故障、三相對(duì)地故障、兩相相間故障、兩相對(duì)地故障和單相對(duì)地故障這五種故障情況下均能正常地不脫網(wǎng)運(yùn)行，則表明風(fēng)電機(jī)組具備各種故障情況下的高電壓穿越能力。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK103454584SQ201310370579
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】王海龍, 喬元 申請(qǐng)人:北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司