尔电压传感器。
[0036]电流调节器可采用如图2所示电路结构，电压调节器可采用如图4所示电路结构，把检测后的信号经过一个电压跟随电路和一个加法电路，一个RC滤波电路组成，稳压二极管保证送入ARM主控设备的信号在O?3V。
[0037]具体的，信号检测调节设备把检测到的模拟信号输送给ARM主控设备进行处理，通过互感器和CHV-100/1500型闭环霍尔电压传感器把检测到的模拟信号传递到模拟信号调节设备(电流调节器或电压调节器)，信号经过模拟信号调节设备后变成ARM主控设备允许的电压信号，此信号作为反馈信号。ARM主控设备根据给定信号(预先设定的预定信号)和反馈信号，通过对被控对象的数学模型计算得出空间矢量控制变流器控制的占空比信号。此信号可以经过功率放大设备驱动空间矢量控制变流器中开关器件的导通和关断。
[0038]进一步地，空间矢量控制变流器采用三相两电平的电路结构，如图4所示。
[0039]进一步地，ARM主控设备采用电压源输出特性的内环电压矢量控制策略和下垂型的外环功率控制策略，如图6所示，内环采用基于前馈解耦的电流环控制，保证有功和无功功率的控制解耦控制。外环采用基于下垂控制的V/f控制，保证能够给风力发电黑启动系统提供稳定的电压和频率。具体为:通过测量电网有功功率和无功功率、交流电压、交流电流和电网频率ω v信号，进行有功功率和无功功率解耦控制。通过功率外环计算参考给定电流值iMf，通过电流内环引入电流反馈，进行电流内环控制，最终得到控制有功功率的叫和控制无功功率的U,，进行对变流器的控制。
[0040]优选地，ARM主控设备可采用ARM9E-S芯片。它具有180MHz的高速处理能力，具备低功耗和高效率的开发平台，广泛用于各种嵌入式产品。
[0041]进一步地，控制装置还包括上位机设备，其与DSP通信设备连接，实现人机交互，用于设置相关的参数以及控制命令。优选地，上位机设备与DSP通信设备通过RS485进行通信。
[0042]上位机设备作为系统协调控制中心，对风电场黑启动过程进行监控。
[0043]进一步地，功率放大设备采用SKYPER32驱动芯片。SKYPER32驱动芯片包括了所有基本驱动功能，并简化了门极驱动电路。它具备所有基本驱动芯片所有功能，如电势隔离、VCE监测、短脉冲抑制、欠压监测以及死区时间。增强版本的驱动芯片还具有一些附加功能，如软开关、温度检测、故障管理以及电源监测等。功率放大设备采用ASIC(Applicati0nSpecific Integrated Circuit)器件以及基于基本驱动功能的设计理念，所需的元件数比驱动电路要少得多。
[0044]本实用新型通过储能设备、ARM主控设备和空间矢量控制变流器，建立电网停电情况下的虚拟电网电压，同时为风电场机组黑启动提供必要的有功和无功功率支持，以保证了风电机组启动后参与电网黑启动，并具有过流和过压保护，解决了电压出现短时的下降，电流的突然上升的问题，保证了风力发电机黑启动的可靠性。
[0045]风力发电机黑启动成功后，为电网黑启动提供启动电源。风力发电机黑启动是电网黑启动的额前一个步骤，然后它为电网提供电源，再去启动火电厂的发电机组。
[0046]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种风电场参与电网黑启动的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括空间矢量控制变流器、功率放大设备、ARM主控设备、信号检测调节设备、储能设备、FPGA保护设备以及DSP通信设备； 所述空间矢量控制变流器与所述储能设备、功率放大设备、FPGA保护设备、DSP通信设备以及风力发电机连接； 所述功率放大设备与所述ARM主控设备连接； 所述ARM主控设备与所述FPGA保护设备、DSP通信设备以及信号检测调节设备连接； 所述信号检测调节设备连接于电网中。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括辅助电源设备，其与所述FPGA保护设备、功率放大设备、ARM主控设备、信号检测调节设备以及DSP通信设备连接。3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述信号检测调节设备包括信号检测器和信号调节器，所述信号检测器检测的信号由所述信号调节器进行调节后传输给所述ARM主控设备。4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述信号检测器包括电流互感器和电压传感器。5.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述信号调节器包括电流调节器和电压调节器。6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述空间矢量控制变流器采用三相两电平的电路结构。7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述ARM主控设备采用电压矢量控制策略和下垂型的外环功率控制策略的主控芯片。8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括上位机设备，其与所述DSP通信设备连接。9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述上位机设备与所述DSP通信设备通过RS485进行通信。10.根据权利要求2或4所述的控制装置，其特征在于，所述功率放大设备包括SKYPER32驱动芯片； 所述辅助电源设备包括UC3842的多路输出反激电源； 所述电压传感器包括CHV-100/1500型闭环霍尔电压传感器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种风电场参与电网黑启动的控制装置，包括空间矢量控制变流器、功率放大设备、ARM主控设备、信号检测调节设备、储能设备、FPGA保护设备以及DSP通信设备；空间矢量控制变流器与储能设备、功率放大设备、FPGA保护设备、DSP通信设备以及风力发电机连接；功率放大设备与主控设备连接；主控设备与FPGA保护设备、DSP通信设备以及信号检测调节设备连接。本实用新型通过主控设备提供控制信号控制空间矢量控制变流器为风力发电机的黑启动提供稳定的电压和频率，并且提供足够的有功和无功功率，实现风力发电机的黑启动，同时利用FPGA保护设备提供过流和过压保护，解决了电压出现短时的下降，电流出现突然上升的问题，进一步保证了风力发电机黑启动的可靠性。
【IPC分类】H02P9/14, H02P101/15, H02J3/38
【公开号】CN204668967
【申请号】CN201520390974
【发明人】刘晋
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月8日