[发明专利]用于稳定配电网的方法与发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于稳定配电网的方法。与所述配电网相连的是一种可以通过变流器将 电能馈送给配电网的发电机组，优选一种风力发电机组。在所述方法中，可以发现配电网的 线路故障。另外，本发明还涉及一种发电机组，所述发电机组可以通过变流器将电能馈送给 配电网，并且所述发电机组还包括一个控制单元。

背景技术

线路故障的一个常见原因在于在配电网中的某个地方出现了短路。短路会直接导致局部 电压下降。电压下降可以在一瞬间的时间内在很大一段配电网中蔓延。一般来说，对于线路 故障作出的反应是，发生短路的一段线路会与配电网的其它线路段断开。在发生短路的一段 线路与配电网的其它线路段断开之前，发电机没有机会稳定电压。特别重要的是，发电机在 这一阶段不能与配电网断开。

而紧接在发生短路的一段线路与配电网的其它线路段断开后的这一阶段对于配电网的其 它稳定性来说至关重要。虽然配电网中的电压之后会再次快速上升，但是不会立即达到理论 电压，首先只能达到理论电压的75％。因为电网会通过一个较低的电压处于一种临界状态， 所以调节机械装置反而会导致，进一步加大稳定性的难度。如果用户侧的分接开关改变与高 压电网的变压比，以便再次给用户供应理论电压，那么这样做就有效。但是改变的变压比也 会造成提高高压电网中的电流，以便继续降低高压电网中的电压。用户侧的分接开关的开关 动作可以导致一种自行升压效应，而该效应会妨碍配电网的完全恢复与稳定。因此，这种自 行升压(造成不稳定)效应特别有问题，因为负责基本负载的同步发电机在这一阶段只能非 常有限地提供支撑电压所需的无功电流。

发明内容

本发明的任务在于介绍一种方法与一种发电机组，所述方法与发电机组明显有利于在线 路故障清除后重新稳定配电网。根据本文开头所述的现有技术，可以通过独立权利要求所述 特征解决该任务。其它有利的实施方式请参见从属权利要求。

在本发明所述方法中，在发现线路故障后，发电机组中的稳定控制装置会被激活，所述 稳定控制装置的阶跃函数响应会随着时间的推移持续上升，并且稳定控制装置可以根据返回 的电压信号调节所馈送电能的电压。在激活稳定控制装置后，经过一个规定的时间段后，检 查电压是否稳定了。如果电压还没有充分稳定，那么将提高无功电流馈送，使其超过一个对 于正常运行所规定的极限值。

首先来解释几个概念。首先，通过变流器馈送电能的发电机组是一种装置，在所述装置 中可以从所谓的可再生能源获取电能。发电机组优选涉及到风能、太阳能、生物能、热能。 在抽水蓄能电站中也可以使用通过变流器馈送电能的发电机组，在所述抽水蓄能电站中，初 级发电装置(这里是指涡轮机)的转速是变化的。另外一个适用领域就是可以将电能馈送到 不同频率的电网中的电站，例如：一部分电能要被馈送到电气化铁路的接触网上，一部分电 能要被馈送到一般的电网中。本发明也包括一种发电机组，所述发电机组只将一部分生产的 电能馈送到配电网中。变流器可以调节馈送到配电网中的电能的电压与相位，而尽可能地不 受本身发电装置的影响。

线路故障的概念涉及到一种严重的电压降，而不是在正常工作时由一个分接开关引起的 波动。当电压偏离额定电压超过10％时，特别是当电压在短于1ms的时间内降低了10％，那 么就可以说是一个线路故障。

即使是短路点离发电机组很远，一般来说还是可以通过发电机组中的电压降发现线路故 障。因为通过短路引起的电压降会在瞬间时间内在很大一段配电网中蔓延。因此对于发电机 组来说，发现一种局部的电压降一般是获知短路的最快方法。本发明包括可以将有关短路的 信息以其它方式传递给发电机组的方法。

在发现线路故障后，发电机组中的稳定控制装置会被激活。在正常运行期间不会被激活 的稳定控制装置是闭环调节电路的一部分。有关所馈送电能的电压信号返回后会与用作指令 参数的理论电压进行对比。两个值之间的差值将会以输入变量的方式传递给稳定控制装置。 变流器可以利用稳定控制装置的输出变量影响电压。当输入变量从零阶跃至一个恒定值时， 稳定控制装置的输出信号可以称作阶跃函数响应。当输入变量保持不变时，在阶跃函数响应 随着时间上升的一个稳定控制装置中，输出变量也会随着时间推移而增长。