风力发电机组的高电压穿越测试设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种风力发电机组的高电压穿越测试装置，所述高电压穿越测试设备包括：限流电抗器组，包括电抗器和可控断路器；并联电容器组C1，包括多个电容器和与之相连的电容器开关，当电容器开关接通时，与该电容器开关串联的电容器接入电路被启用；可控断路器CB1、CB3，可控断路器CB1连接到变压器10，可控断路器CB3连接到风力发电机组；晶闸管T1，通过控制晶闸管通断来改变并联电容器组C1的投入，从而改变测试点A的电压的变化，实现对被测风电机组高电压穿越的测试。通过根据示例性实施例的高电压穿越测试装置能够逼真地模拟实际电网的高电压故障，能够准确反映风电机组的高电压穿越性能。
【专利说明】风力发电机组的高电压穿越测试设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高电压穿越测试设备，尤其涉及一种风力发电机组的高电压穿越测试设备。
【背景技术】
[0002]随着风力发电在电力系统中所占比例越来越大,风力发电系统对电网的影响已不能忽略。特别对于中国风电大规模集中接入的方式，一旦电网发生故障造成风机端口电压(机端电压)高于某一限值时，风电机组就会自动脱网，从而造成电网电压和频率的波动，严重影响电网的安全稳定运行。
[0003]对于风机制造商来说，必须证明风机完全满足电网标准关于高电压穿越的要求(高电压穿越一般是指当电力系统事故或扰动引起并网点电压升高时，在一定的电压升高和时间范围内，风电机组能够保证不脱网连续运行，并提供相应的故障恢复电流。与高电压穿越相对的是低电压穿越。对于高电压穿越，澳大利亚规定是电压上升至额定电压的130%时，发电设备应维持60ms不脱网)。一种常用的方式是人为地产生高电压来测试风力发电机组，所以必须使用一个特殊的高电压试验设备来测试风电机组的高电压穿越能力，最大限度地减少对电网的影响。
[0004]目前已有的一种风电机组高电压穿越测试装置，采用电力电子器件构建的变流器，变流器由整流器、直流环节和逆变器组成，变流器串联在电网和被测风电机组之间，通过控制电力电子器件的通断来改变变流器逆变侧的输出电压，实现对被测风电机组不同电压等级故障的模拟测试。
[0005]上述公开的有关高电压穿越能力的测试装置能够满足对风电机组高电压穿越的测试，所采用的方案是变流器型方案。但是该测试装置与电网真实的高电压故障的情况并不是很相同。在现有的风电机组中，如果电网出现高电压故障使得风电机组的机端电压升高，则风电机组会发出感性无功功率(直驱风电机组和双馈风电机组均能够发出感性无功功率，只有早先的直接并网的异步风电机组不能发出感性无功功率)，感性无功功率将会降低机端电压(一般是降低一定程度，但并不能降低到发生高电压故障之前的低电压)，从而风电机组在机端电压被降低的情况下继续运行。而如果采用变流器方案去模拟电网中出现的高电压故障，由于是通过控制电力电子器件的通断的方式来提高风电机组的机端电压，风电机组端口电压并不会随着风机发感性无功功率而降低，所以变流器型高电压穿越测试设备，与真实的高电网故障并不相同。
[0006]由此可见，现有技术的高电压穿越测试装置不能逼真地模拟实际电网的高电压故障，不能准确反映风电机组的高电压穿越性能。
实用新型内容
[0007]为了解决上面提到的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于限流阻抗和快速控制电容器的方案，该测试装置更能模拟电网真实的高电压故障。[0008]为了实现上述目的，根据本实用新型的实施例，提供了一种风电机组高电压穿越测试设备，具有分别连接到风电机组的各个相的多个部分，所述多个部分中的每个部分包括:限流电抗器组，包括电抗器和第二可控断路器，其中，第二可控断路器用于投入所述电抗器或者旁路所述电抗器；并联电容器组，包括多个电容器和分别与各个电容器串联连接的多个电容器开关，当某个电容器开关接通时，与该电容器开关串联连接的电容器被投入电路，并与并联电容器组中的其他被投入的电容器并联，并联电容器组能够与所述测试设备的连接到其他相的部分中的并联电容器组以及中性线电连接；第一可控断路器和第三可控断路器，第一可控断路器连接到与电网连接的变压器，第三可控断路器连接到风力发电机组；电力电子开关器件，通过控制电力电子开关器件的通断来控制并联电容器组的投入和切出，从而改变测试点的电压，实现对被测风电机组的测试。
[0009]所述测试设备的连接到风电机组的各个相的各个部分还包括:第四可控断路器，第四可控断路器与该部分中的其他元器件并联，当第四可控断路器闭合且第一可控断路器和第三可控断路器断开时，所述测试设备被完全旁路，从而能够被检修；在使用所述测试设备进行测试时，断开第四可控断路器。
[0010]所述的测试设备还包括:第五可控断路器，第五可控断路器用于将所述测试设备的连接到各个相的各个部分中的并联电容器组与中性线电连接。
[0011]可控断路器具有过流保护模块，用于在测试时保护所述测试设备和风机。
[0012]测试点在限流电抗器组与所述电力电子开关器件之间。
[0013]所述测试设备能够在测试点A产生大小为额定电压的I倍到1.35倍之间的电压。
[0014]第二断路器在测试前闭合，在测试时断开。
[0015]所述电抗器的阻抗值X1满足:
【权利要求】
1.一种风电机组高电压穿越测试设备，其特征在于，所述测试设备具有分别连接到风电机组的各个相的多个部分，所述多个部分中的每个部分包括: 限流电抗器组，包括电抗器和第二可控断路器，其中，第二可控断路器用于投入所述电抗器或者旁路所述电抗器； 并联电容器组，包括多个电容器和分别与各个电容器串联连接的多个电容器开关，当某个电容器开关接通时，与该电容器开关串联连接的电容器被投入电路，并与并联电容器组中的其他被投入的电容器并联，并联电容器组能够与所述测试设备的连接到其他相的部分中的并联电容器组以及中性线电连接； 第一可控断路器和第三可控断路器，第一可控断路器连接到与电网连接的变压器，第三可控断路器连接到风力发电机组； 电力电子开关器件，通过控制电力电子开关器件的通断来控制并联电容器组的投入和切出，从而改变测试点的电压，实现对被测风电机组的测试。
2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述测试设备的连接到风电机组的各个相的各个部分还包括: 第四可控断路器，第四可控断路器与该部分中的其他元器件并联，当第四可控断路器闭合且第一可控断路器和第三可控断路器断开时，所述测试设备被完全旁路，从而能够被检修；第四可控断路器在使用所述测试设备进行测试时断开。
3.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于，所述测试设备还包括: 第五可控断路器，第五可控断路器用于将所述测试设备的连接到各个相的各个部分中的并联电容器组与中性线电连接。
4.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于， 可控断路器具有过流保护模块，用于在测试时保护所述测试设备和风机。
5.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于， 测试点在限流电抗器组与所述电力电子开关器件之间。
6.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于，所述电抗器的阻抗值X1满足:
7.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于，限流电抗器组中的电抗器在变压器的高压侧的阻抗值Xi1满足:
8.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于， 所述电力电子开关器件是晶闸管或者IGBT。
【文档编号】G01R31/34GK203561735SQ201320516293
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】王海龙, 乔元 申请人:北京金风科创风电设备有限公司