集中式低电压穿越校正系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210111748.X

申请日:

2012.04.16

公开号:

CN102629757A

公开日:

2012.08.08

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H02H 9/02申请公布日:20120808|||实质审查的生效IPC(主分类):H02H 9/02申请日:20120416|||公开

IPC分类号:

H02H9/02; H02J3/16

主分类号:

H02H9/02

申请人:

荣信电力电子股份有限公司

发明人:

杨双; 李文锋; 韩旭; 王小路

地址:

114051 辽宁省鞍山市高新区科技路108号

优先权:

专利代理机构:

鞍山嘉讯科技专利事务所 21224

代理人:

张群

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内容摘要

本发明涉及一种集中式低电压穿越校正系统,其特征在于,吸能电阻、可控电力电子器件、高速开关并联接于集电母线和变压器之间,且该并联电路与变压器、集电母线之间的旁路开关并联连接;静止无功发生器SVG安装于所述的集电母线上;当系统正常运行时旁路开关断开,高速开关闭合;当系统发生故障时高速开关断开,故障电流流过吸能电阻,通过控制可控电力电子器件导通角调节等效阻抗的大小,同时静止无功发生器SVG自动进入恒电压工作模式稳定母线电压。本发明的有益效果是:该系统集中安装于风电场或光伏电站集电母线和主变低压侧之间,可有效解决低电压穿越问题,可大大减少风电场或光伏电站低电压穿越改造费用。

权利要求书

1.集中式低电压穿越校正系统,其特征在于,包括静止无功发生器SVG、吸能电阻、可控电力电子器件、高速开关,所述的吸能电阻、可控电力电子器件、高速开关并联接于集电母线和变压器之间,且该并联电路与变压器、集电母线之间的旁路开关并联连接;静止无功发生器安装于所述的集电母线上;当系统正常运行时旁路开关断开,高速开关闭合;当系统发生故障时高速开关断开,故障电流流过吸能电阻,通过控制可控电力电子器件导通角调节等效阻抗的大小,同时静止无功发生器SVG自动进入恒电压工作模式稳定母线电压。2.根据权利要求1所述的集中式低电压穿越校正系统,其特征在于,所述的可控电力电子器件为晶闸管或全控型开关器件。3.根据权利要求1或2所述的集中式低电压穿越校正系统,其特征在于,所述的集中式低电压穿越校正系统的工作过程是:系统正常运行时,高速开关闭合,旁路开关断开;当电网电压发生跌落时,高速开关断开,可控电力电子器件导通;可控电力电子器件控制单元计算所需补偿阻抗的大小,通过控制可控电力电子器件导通角来调节等效阻抗的大小,同时静止无功发生器SVG自动进入恒电压工作模式,通过调节流过电阻的电流值,调节电阻两端的电压,直至母线电压或主变压器低压侧的电压调整在额定电压的正常范围内。

说明书

集中式低电压穿越校正系统

技术领域

本发明属于电力系统领域,具体涉及一种集中用于风电场或光伏电站集电母线的低电
压穿越校正系统。

背景技术

低电压穿越(LVRT),指在风力发电机或光伏电站并网点电压跌落的时候,风机或光
伏电站能够保持并网,并且能向电网提供一定的无功功率,支持电网恢复,直到电网恢复
正常,从而“穿越”这个低电压时间(区域)。LVRT是对并网风机或光伏电站在电网出现电
压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。只有当电网电压跌落低于规定曲线以后
才允许风力发电机或光伏电站脱网,当电压曲线在凹陷部分时,发电机应提供无功功率。
这就要求风力发电或光伏电站系统具有较强的低电压穿越能力,同时能方便地为电网提供
无功功率支持。

目前常见的解决低电压穿越问题的装置都是针对单台风力发电机或单个光伏逆变器,
改造成本高昂,工程进度缓慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种集中式低电压穿越校正系统,该系统集中安装于风电场或光
伏电站集电母线和主变低压侧之间,可有效解决低电压穿越问题,可大大减少风电场或光
伏电站改造费用。

为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:

集中式低电压穿越校正系统,其特征在于,包括静止无功发生器SVG、吸能电阻、可
控电力电子器件、高速开关,所述的吸能电阻、可控电力电子器件、高速开关并联接于集
电母线和变压器之间,且该并联电路与变压器、集电母线之间的旁路开关并联连接;静止
无功发生器SVG安装于所述的集电母线上;当系统正常运行时旁路开关断开,高速开关闭
合;当系统发生故障时高速开关断开,故障电流流过吸能电阻,通过控制可控电力电子器
件导通角调节等效阻抗的大小,同时静止无功发生器SVG自动进入恒电压工作模式稳定母
线电压。

所述的可控电力电子器件为晶闸管或全控型开关器件。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

该系统集中于电网集电母线设置,可有效解决低电压穿越问题,可大大减少风电场或
光伏电站低电压穿越改造费用。

附图说明

图1是采用晶闸管的集中式低电压穿越校正系统的原理图;

图2是采用全控型器件的集中式低电压穿越校正系统的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

见图1、图2,集中式低电压穿越校正系统,包括静止无功发生器SVG、吸能电阻、
可控电力电子器件、高速开关,所述的吸能电阻、可控电力电子器件、高速开关并联接于
集电母线和变压器之间,且该并联电路与变压器、集电母线之间的旁路开关并联连接;静
止无功发生器SVG安装于所述的集电母线上,所述的静止无功发生器SVG为两个,一工
一备状态。所述的可控电力电子器件可为晶闸管(或LTT)阀组,也可为全控型器件,
如GTO、IGBT、IEGT等。

集中式低电压穿越校正系统的工作过程叙述如下:

系统正常运行时,串联开关1、串联开关2、高速开关、隔离刀闸12、隔离刀闸22闭
合,旁路开关断开,接地刀闸断开,静止无功发生器SVG起到对电网无功补偿的作用。
SVG的控制目标主要是抑制暂态电压变化,暂态电压发生变化的可能原因包括发生故障和
负荷大幅突增,特点是电压很快下降,很可能是单调下降,结果将是暂态电压失稳和引起
低压释放负荷。为了维持暂态电压稳定并减少低压释放负荷,一方面要求SVG能够动态补
偿较大的容量(包括容性和感性),另一方面要求SVG具有较快的响应速度。

当电网电压发生跌落时,可控电力电子器件控制单元计算所需补偿阻抗的大小,通过
控制可控电力电子器件导通角来调节等效阻抗的大小,同时静止无功发生器SVG自动进入
恒电压工作模式,通过调节流过电阻的电流值,调节电阻两端的电压,直至母线电压或主
变压器低压侧的电压调整在额定电压的正常范围内。

系统外部(吸能电阻与主变压器低压侧之间)故障发生时,高速开关断开,可控电力
电子器件导通,该过程在4-10ms内完成,此时电流全部流过可控电力电子器件。可控电
力电子器件控制单元根据采集吸能电阻两端电压及电流信号,计算所需补偿阻抗的大小,
补偿度不超过80%时,控制可控电力电子器件导通角,补偿集电母线电压。补偿度超过80%
时持续625ms后,可控电力电子器件关闭。

系统内部故障(吸能电阻与风电场或光伏电站之间)发生时,高速开关断开,可控电
力电子器件导通,该过程在4-10ms内完成,此时电流全部流过可控电力电子器件。可控
电力电子器件控制单元根据采集吸能电阻两端电压及电流信号,计算所需补偿阻抗的大
小,补偿度不超过80%时,控制可控电力电子器件导通角,补偿主变低压侧的电压。

故障消失或被隔离后,高速开关闭合,可控电力电子器件关闭。故障处理需在625ms
内完成。

若故障持续时间超过625ms,则需断开串联开关1。

如吸能电阻和可控电力电子器件检修或故障时,旁路开关闭合,隔离刀闸11、隔离刀
闸21闭合,串联开关1、串联开关2断开,隔离刀闸12、隔离刀闸22断开。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102629757 A (43)申请公布日 2012.08.08 C N 1 0 2 6 2 9 7 5 7 A *CN102629757A* (21)申请号 201210111748.X (22)申请日 2012.04.16 H02H 9/02(2006.01) H02J 3/16(2006.01) (71)申请人荣信电力电子股份有限公司 地址 114051 辽宁省鞍山市高新区科技路 108号 (72)发明人杨双 李文锋 韩旭 王小路 (74)专利代理机构鞍山嘉讯科技专利事务所 21224 代理人张群 (54) 发明名称 集中式低电压穿越校正系统 (57) 摘要 本。

2、发明涉及一种集中式低电压穿越校正系 统,其特征在于,吸能电阻、可控电力电子器件、高 速开关并联接于集电母线和变压器之间,且该并 联电路与变压器、集电母线之间的旁路开关并联 连接;静止无功发生器SVG安装于所述的集电母 线上;当系统正常运行时旁路开关断开,高速开 关闭合;当系统发生故障时高速开关断开,故障 电流流过吸能电阻,通过控制可控电力电子器件 导通角调节等效阻抗的大小,同时静止无功发生 器SVG自动进入恒电压工作模式稳定母线电压。 本发明的有益效果是:该系统集中安装于风电场 或光伏电站集电母线和主变低压侧之间,可有效 解决低电压穿越问题,可大大减少风电场或光伏 电站低电压穿越改造费用。 (。

3、51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1页 2 1.集中式低电压穿越校正系统,其特征在于,包括静止无功发生器SVG、吸能电阻、可 控电力电子器件、高速开关,所述的吸能电阻、可控电力电子器件、高速开关并联接于集电 母线和变压器之间,且该并联电路与变压器、集电母线之间的旁路开关并联连接;静止无功 发生器安装于所述的集电母线上;当系统正常运行时旁路开关断开,高速开关闭合;当系 统发生故障时高速开关断开,故障电流流过吸能电阻,通过控制可控电力电子器件导通角 调节等效阻。

4、抗的大小,同时静止无功发生器SVG自动进入恒电压工作模式稳定母线电压。 2.根据权利要求1所述的集中式低电压穿越校正系统,其特征在于,所述的可控电力 电子器件为晶闸管或全控型开关器件。 3.根据权利要求1或2所述的集中式低电压穿越校正系统,其特征在于,所述的集中式 低电压穿越校正系统的工作过程是: 系统正常运行时,高速开关闭合,旁路开关断开; 当电网电压发生跌落时,高速开关断开,可控电力电子器件导通;可控电力电子器件控 制单元计算所需补偿阻抗的大小,通过控制可控电力电子器件导通角来调节等效阻抗的大 小,同时静止无功发生器SVG自动进入恒电压工作模式,通过调节流过电阻的电流值,调节 电阻两端的电。

5、压,直至母线电压或主变压器低压侧的电压调整在额定电压的正常范围内。 权 利 要 求 书CN 102629757 A 1/2页 3 集中式低电压穿越校正系统 技术领域 0001 本发明属于电力系统领域,具体涉及一种集中用于风电场或光伏电站集电母线的 低电压穿越校正系统。 背景技术 0002 低电压穿越(LVRT),指在风力发电机或光伏电站并网点电压跌落的时候,风机或 光伏电站能够保持并网,并且能向电网提供一定的无功功率,支持电网恢复,直到电网恢复 正常,从而“穿越”这个低电压时间(区域)。LVRT是对并网风机或光伏电站在电网出现电 压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。只有当电网电压跌落低。

6、于规定曲线以后 才允许风力发电机或光伏电站脱网,当电压曲线在凹陷部分时,发电机应提供无功功率。这 就要求风力发电或光伏电站系统具有较强的低电压穿越能力,同时能方便地为电网提供无 功功率支持。 0003 目前常见的解决低电压穿越问题的装置都是针对单台风力发电机或单个光伏逆 变器,改造成本高昂,工程进度缓慢。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种集中式低电压穿越校正系统,该系统集中安装于风电场 或光伏电站集电母线和主变低压侧之间,可有效解决低电压穿越问题,可大大减少风电场 或光伏电站改造费用。 0005 为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现: 0006 集中式低电压穿越校正系统,其特征。

7、在于,包括静止无功发生器SVG、吸能电阻、 可控电力电子器件、高速开关,所述的吸能电阻、可控电力电子器件、高速开关并联接于集 电母线和变压器之间,且该并联电路与变压器、集电母线之间的旁路开关并联连接;静止无 功发生器SVG安装于所述的集电母线上;当系统正常运行时旁路开关断开,高速开关闭合; 当系统发生故障时高速开关断开,故障电流流过吸能电阻,通过控制可控电力电子器件导 通角调节等效阻抗的大小,同时静止无功发生器SVG自动进入恒电压工作模式稳定母线电 压。 0007 所述的可控电力电子器件为晶闸管或全控型开关器件。 0008 与现有技术相比,本发明的有益效果是: 0009 该系统集中于电网集电母。

8、线设置,可有效解决低电压穿越问题,可大大减少风电 场或光伏电站低电压穿越改造费用。 附图说明 0010 图1是采用晶闸管的集中式低电压穿越校正系统的原理图; 0011 图2是采用全控型器件的集中式低电压穿越校正系统的原理图。 说 明 书CN 102629757 A 2/2页 4 具体实施方式 0012 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。 0013 见图1、图2,集中式低电压穿越校正系统,包括静止无功发生器SVG、吸能电阻、可 控电力电子器件、高速开关,所述的吸能电阻、可控电力电子器件、高速开关并联接于集电 母线和变压器之间,且该并联电路与变压器、集电母线之间的旁路开关并联连接。

9、;静止无功 发生器SVG安装于所述的集电母线上,所述的静止无功发生器SVG为两个,一工一备状态。 所述的可控电力电子器件可为晶闸管(或LTT)阀组,也可为全控型器件,如GTO、IGBT、IEGT 等。 0014 集中式低电压穿越校正系统的工作过程叙述如下: 0015 系统正常运行时,串联开关1、串联开关2、高速开关、隔离刀闸12、隔离刀闸22闭 合,旁路开关断开,接地刀闸断开,静止无功发生器SVG起到对电网无功补偿的作用。SVG的 控制目标主要是抑制暂态电压变化,暂态电压发生变化的可能原因包括发生故障和负荷大 幅突增,特点是电压很快下降,很可能是单调下降,结果将是暂态电压失稳和引起低压释放 负。

10、荷。为了维持暂态电压稳定并减少低压释放负荷,一方面要求SVG能够动态补偿较大的 容量(包括容性和感性),另一方面要求SVG具有较快的响应速度。 0016 当电网电压发生跌落时,可控电力电子器件控制单元计算所需补偿阻抗的大小, 通过控制可控电力电子器件导通角来调节等效阻抗的大小,同时静止无功发生器SVG自动 进入恒电压工作模式,通过调节流过电阻的电流值,调节电阻两端的电压,直至母线电压或 主变压器低压侧的电压调整在额定电压的正常范围内。 0017 系统外部(吸能电阻与主变压器低压侧之间)故障发生时,高速开关断开,可控 电力电子器件导通,该过程在4-10ms内完成,此时电流全部流过可控电力电子器件。

11、。可 控电力电子器件控制单元根据采集吸能电阻两端电压及电流信号,计算所需补偿阻抗的大 小,补偿度不超过80时,控制可控电力电子器件导通角,补偿集电母线电压。补偿度超过 80时持续625ms后,可控电力电子器件关闭。 0018 系统内部故障(吸能电阻与风电场或光伏电站之间)发生时,高速开关断开,可 控电力电子器件导通,该过程在4-10ms内完成,此时电流全部流过可控电力电子器件。可 控电力电子器件控制单元根据采集吸能电阻两端电压及电流信号,计算所需补偿阻抗的大 小,补偿度不超过80时,控制可控电力电子器件导通角,补偿主变低压侧的电压。 0019 故障消失或被隔离后,高速开关闭合,可控电力电子器件关闭。故障处理需在 625ms内完成。 0020 若故障持续时间超过625ms,则需断开串联开关1。 0021 如吸能电阻和可控电力电子器件检修或故障时,旁路开关闭合,隔离刀闸11、隔离 刀闸21闭合,串联开关1、串联开关2断开,隔离刀闸12、隔离刀闸22断开。 说 明 书CN 102629757 A 1/1页 5 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102629757 A 。

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