专利名称：阻容式转子撬棒的制作方法
技术领域：
本发明涉及双馈风力发电系统低电压穿越技术领域，尤其涉及双馈风力发电系统对电网电压跌落的快速响应及补偿。
背景技术：
随着风力发电技术的快高速发展,风电在电力系统中的比重越来越大。双馈感应发电机(DFIG)是目前风电场应用的主要机型，这种型式的风力发电机组并网过程中，DFIG的定子绕组直接与电网联接，电网的故障直接影响机组的运行安全。如常见的电网侧短路故障，直接导致DFIG定子侧电压的大幅度跌落，并通过电磁耦合在转子侧产生过电流，对机侧变流器的安全构成严重的威胁。另一方面，随着以DFIG为主要机型的并网风电场容量的不断提升，如果在电网故障时，机组出于自身保护的目的，使DFIG机组直接脱网，将对电网的稳定运行带来严重影响。为了解决以上两方面的问题，通常使用的方案是在转子侧加入电阻构成的撬棒电路，即电阻式撬棒，在故障期间，将DFIG转子绕组通过电阻式撬棒短接，以限制转子侧的过电流，并保护转子侧变流器，附图1为现有的含电阻容式撬棒电路的DFIG风电机组拓扑结构。另一种方案是，在电网故障期间，在定子侧投入SVC装置，向电网发出无功功率以稳定电网点电压，使DFIG在电网故障期间保持不脱网运行，即实现机组在电网电压降低时的低电压穿越。尽管以上的方法在一定程度上能够解决上述的问题，但也存在较大的缺陷。一方面，电阻式撬棒的投切会对机侧变流器和DFIG的转子造成较大的暂态冲击，影响机组的稳定运行。另一方面，在一定范围内，SVC发出无功功率的大小是和其投入端的电压成正比的，当电网电压瞬间跌落至较低的值时，SVC能发出的无功功率很小；而当电网电压逐渐恢复至正常值时，SVC发出的无功功率又很大。实际上，为了能够迅速地响应电网故障，并尽快地补偿跌落的电压，希望在电网电压跌落的瞬间能够发出较大的无功功率，而在电网电压逐渐恢复至正常值时发出较小的无功功率。因此，应用SVC并不能完全解决机组在电网故障时的低电压穿越问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻容式转子撬棒。本发明是阻容式转子撬棒，包括RC电路1、交流开关2、控制电路3和检测电路4，RC电路I由三组电阻和电容的组合构成，每组内部为电阻和电容的并联连接，分别为第一电阻Rl和第一电容Cl，第二电阻R2和第二电容C2，第三电阻R3和第三电容C3，三组构成三相组合形式；RC电路I的一端与交流开关2相连，另一端互相连接构成三相短接，交流开关2的另一端与DFIG 6的转子绕组相连，交流开关的通、断控制信号来自控制电路3，控制电路3与检测电路4相连；交流开关2的开、断由控制电路3控制；当交流开关2开通时，RC电路I与DFIG 6的转子绕组接通，当交流开关2关断时，RC电路I与DFIG 6的转子绕组断开。本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是:提高DFIG风力发电系统的低电压穿越能力。首先当检测电路检测到电网电压跌落时，投入RC电路1，利用DFIG在故障期间转子侧电压升高的这一特点，使得RC电路I发出较大的无功功率，快速地补偿定子侧跌落的电压。而当电网电压恢复到较高值时，定子侧发出较小的无功功率。这主要是运用了DFIG自身的特性和RC电路I的相互作用，解决了电网电压跌落期间所需要较大无功功率，而电网电压恢复期间需较小无功功率的难题。这恰恰是背景技术所提及的希望之情况，从而克服了背景技术的缺陷，实现了定子侧电压的快速补偿。其次，再来分析RC电路I对DFIG转子侧的影响，背景技术中的电阻式转子撬棒，利用电阻耗能的原理抑制转子侧的过电流。从能量传递的角度来分析，也就是将转子侧过多的能量消耗在电阻上，通过电阻达到泄流的目的。而本发明中的阻容式转子撬棒，其RC电路I中的电阻部分也可以起到同样的作用，即抑制转子侧的过电流。但是由于电容的加入，改变了转子侧的暂态特性，使得RC电路I投切时对变流器和转子的暂态冲击减小。因此，阻容式转子撬棒的性能优于背景技术中所提到电阻式转子撬棒，在DFIG风力发电系统中应用时，结构简单，实现方便。
图1是现有的含电阻容式撬棒电路的DFIG风电机组拓扑结构；
图2是本发明的含阻容式撬棒电路的DFIG风电机组拓扑结构；
图:T图4是应用电阻式和 阻容式撬棒时DFIG定子侧三相电压波形图，其中图3是应用电阻式撬棒时DFIG6定子侧三相电压波形图；图4是应用电容式撬棒时DFIG6定子侧三相电压波形 图5 图6是撬棒投切时转子侧变流器三相电压与电流暂态响应波形图，其中
权利要求
1.阻容式转子撬棒，包括RC电路(I)、交流开关(2)、控制电路(3)和检测电路(4)，其特征在于所述RC电路(I)由三组电阻和电容的组合构成，每组内部为电阻和电容的并联连接，分别为第一电阻(Rl)和第一电容(Cl)，第二电阻(R2)和第二电容(C2)，第三电阻(R3)和第三电容(C3)，三组构成三相组合形式；RC电路(I)的一端与交流开关(2)相连，另一端互相连接构成三相短接，交流开关(2)的另一端与DFIG (6)的转子绕组相连，交流开关的通、断控制信号来自控制电路(3)，控制电路(3)与检测电路(4)相连；交流开关(2)的开、断由控制电路(3)控制；当交流开关(2)开通时，RC电路(I)与DFIG (6)的转子绕组接通，当交流开关(2)关断时，RC电路(I)与DFIG (6)的转子绕组断开。
2.根据权利要求1所述的阻容式转子撬棒，其特征在于控制电路(3)发出控制信号的逻辑关系是，根据检测电路(4)送来的信号，控制RSC (5)和RC电路(I)的开通和封锁，RSC(5)的工作状态和RC电路(I)的工作状态相反；在电网电压正常时，DFIG (6)正常运行，控制电路(3)使RSC (5)正常工作，交流开关(2)关断，RC电路(I)断开；当电网电压跌落时，交流开关(2)开通，RC电路(I)接入DFIG (6)的转子绕组，同时切除RSC (5);当电网电压恢复时，控制电路(3)发出开通RSC (5)的信号从而使RSC (5)恢复正常工作，但是此时控制电路(3)并不立即发出关断交流开关(2)，以断开RC电路(I)的信号，而是延时1-2个周波后发送该信号以使无功补偿达到最佳的效果。
3.根据权利要求1所述的阻容式转子撬棒，其特征在于检测电路(4)用来检测电网侧电压，其输出信号发送给控制电路(3)，检测信号反映电网电压正常、电网电压跌落及电网电压恢复等不同电网电压状态。
全文摘要
阻容式转子撬棒，包括RC电路1、交流开关2、控制电路3和检测电路4，RC电路1的一端与交流开关2相连，另一端互相连接构成三相短接，交流开关的另一端与DFIG6的转子绕组相连，交流开关的通、断控制信号来自控制电路3，控制电路3与检测电路4相连。RC电路1由三组电阻和电容的组合构成，每组内部为电阻和电容的并联连接。
文档编号H02J3/18GK103078350SQ201310065140
公开日2013年5月1日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者王晓兰, 王惠中, 鲜龙 申请人:兰州理工大学