[发明专利]低电压穿越的分布式供电系统及风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及分布式供电领域，尤其涉及一种基于风力发电机组分布式供电方式。

背景技术

风能已经成为一种世界公认的清洁能源，风力发电技术正以前所未有的速度发展。随着风电装机容量越来越大，风电场的运行对系统稳定性的影响变得不容忽视。世界各国电力系统对风电场接入电网的要求越来越严格，并提出了更严格的技术要求，包括低电压穿越能力，无功控制能力以及输出功率控制能力等，其中低电压穿越被认为是对风力发电机组组设计控制技术的最大挑战。

低电压穿越能力是指当电网电压降低到一定值时，风力发电机组组不脱离电网而继续维持运行，甚至还可以为系统提供一定无功支持，以帮助系统恢复电压的能力。当低电压事件发生时，为保证风力发电系统的正常运行，需要采用不间断电源供电，以继续有效的控制系统，实现低电压穿越。

现有的低电压穿越时的供电方式比较单一，一般采用一个不间断电源为风机控制器、变流控制器、变桨控制器等其他控制系统供电，如果一旦不间断电源出现故障，不能正常工作，当电网电压跌落时，整个系统就会失控，造成不可挽回的损失。

因此，如何提供一种基于风力发电机组低电压穿越的分布式供电系统，当电网电压跌落时，整个系统不会失控，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于风力发电机组低电压穿越的分布式供电系统，当电网电压跌落时，整个系统不会失控，为进一步完成低电压穿越提供可靠的保障。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种基于风力发电机组低电压穿越的分布式供电系统，所述系统包括变压器、变流器、发电机、齿轮箱、桨叶、变桨控制系统以及风机控制器；所述变流器包括网侧模块、机侧模块和并网开关；

所述变压器一端与电网相连，另一端与所述变流器的网侧模块相连；

所述发电机的定子端与所述并网开关相连，所述发电机的转子端与所述变流器的机侧模块相连，所述变流器的机侧模块与所述变流器网侧模块相连；

所述桨叶连接到所述齿轮箱；所述齿轮箱与所述发电机相连；

所述变桨控制系统与所述桨叶相连，用于控制调节所述桨叶的节距角；

所述风机控制器与所述变桨控制系统、所述变流器均相连，用于控制风力发电机组的整体运行，并给所述变桨控制系统、所述变流器发送控制信号；

所述变流器中安装有第一不间断电源，当电网电压跌落时，由第一不间断电源为所述变流器供电；

所述变桨控制系统中安装有第二不间断电源，当电网电压跌落时，由第二不间断电源为所述变桨控制系统供电；

所述风机控制器中安装有第三不间断电源，当电网电压跌落时，由第三不间断电源为所述风机控制器供电。

优选地，所述桨叶通过轮毂连接到所述齿轮箱。

优选地，所述变流器包括第一检测单元，用于检测所述变流器的一次电源供电情况，当检测到所述变流器的电网端电压跌落第一预定值，或高于第二预定值时，所述变流器由第一不间断电源供电；

所述变桨控制系统包括第二检测单元，用于检测所述变桨控制系统的一次电源供电情况，当检测到所述变桨控制系统的电网端电压跌落第三预定值时，所述变桨控制系统由第二不间断电源供电；

所述风机控制器包括第三检测单元，用于检测所述风机控制器的一次电源供电情况，当检测到所述风机控制器的电网端电压跌落第四预定值，或高于第五预定值时，所述风机控制器由第三不间断电源供电。

优选地，所述变桨控制系统控制实时改变所述桨叶的节距角，调节所述桨叶为风能的最大捕获状态。

优选地，所述变流器的机侧模块通过两根直流母线与所述变流器的网侧模块相连。

优选地，所述发电机为双馈风力发电机组。

优选地，所述不间断电源具体为超级电容或蓄电池替代。

本发明还提供一种风力发电机组，具体包括基于风力发电机组低电压穿越的分布式供电系统。

通过上述方案的描述，可以看到本发明具备以下优点：

由于本发明实施例所述基于风力发电机组低电压穿越的分布式供电系统，在变流器、变桨控制系统和风机控制器中均安装了一个不间断电源，对风机发电机的供电方式实施分布式控制。当电网电压跌落时，将切断变流器、变桨控制系统和风机控制器的一次电源，转由第一、第二、第三不间断电源分别为变流器、变桨控制系统和风机控制器供电，以保证变流器、变桨控制系统和风机控制器控制逻辑不出现混乱，相应元器件可靠动作，为实现低电压穿越提供可靠的控制保障。