[发明专利]一种用于双馈风电机组直流母线侧的电容架构

说明书

本发明公开了一种用于双馈风电机组直流母线侧的电容架构，包括超级电容储能系统、第一风机电气控制柜、第二风机电气控制柜和风机变流器，所述超级电容储能系统的下端设置有机舱承重架和支架，支架固定安装在机舱承重架的上端；所述超级电容储能系统包括超级电容柜和超级电容控制柜。本用于双馈风电机组直流母线侧的电容架构适用于风机变流器的直流母线电压过冲时，用于遏制直流母线电压幅度，将溢出能量存入超级电容柜，在直流母线电压正常时，将超级电容柜存储的电能返回风机变流器直流母线电压；整体能够有效地减少机组停机次数，并且对过压导致的风电变流器IGBT炸机故障起到较好的保护作用。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种用于双馈风电机组直流母线侧的电容架构。

背景技术

双馈风电机组由于其成本及效率上的优势，在过去几年中逐渐占据风电市场主流，成为目前主流的变速机组。但是由于其定子直接连接电网，通过变流器连接转子对其转子进行励磁，导致其容易受到电网扰动及故障的影响。电网扰动主要有电压和频率，频率扰动对变速机组影响不大，这主要是因为双馈机组的控制采用了矢量解耦控制技术；但电压扰动对双馈机组影响较大，这是因为双馈机组变流器安装在旋转部件转子上，定子电压扰动分量经过角频率折算将会在转子侧放大，导致转子出现较大暂态，损坏变流器。除此之外，电压扰动还会对双馈机组稳定性产生影响，一方面体现在磁链振荡引起的直流母线电压振荡；另一方面体现在功率不平衡引起的直流母线电压过压。就目前主流双馈机组保护装置而言，在电网电压大值扰动时，通常采用转子撬棒(crowbar)来旁路变流器，保证变流器不因转子过电流而损坏；在电网电压小值跌落时，转子瞬时电流在变流器允许范围内，但直流母线会出现瞬时过压，目前是通过直流卸荷电路(chopper)来保证直流母线稳定，同时，直流卸荷电路也可平衡转子功率和网侧变流器输出功率，保证变流器正常工作，针对双馈风电机组主控、变流器控制不可更改的现状，提出一种用于双馈风电机组直流母线侧的电容架构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于双馈风电机组直流母线侧的电容架构，具有能够有效地减少机组停机次数，对过压导致的风电变流器IGBT炸机故障起到较好的保护作用的优点，解决了现有技术中双馈风电机组主控、变流器控制不可更改的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于双馈风电机组直流母线侧的电容架构，包括超级电容储能系统、第一风机电气控制柜、第二风机电气控制柜和风机变流器，所述超级电容储能系统的下端设置有机舱承重架和支架，支架固定安装在机舱承重架的上端；所述超级电容储能系统为两套，超级电容储能系统包括超级电容柜和超级电容控制柜，超级电容柜和超级电容控制柜背靠背固定安装在机舱承重架尾端的支架上；所述第一风机电气控制柜固定安装在超级电容储能系统的侧端，风机变流器位于第一风机电气控制柜的侧端，风机变流器的侧端设置有机舱内吊装口，机舱内吊装口通过螺母与风机变流器固定连接，第二风机电气控制柜位于机舱内吊装口的外侧；所述超级电容柜和超级电容控制柜电连接，超级电容控制柜与风机变流器电连接。

优选的，所述超级电容柜的前端面设置有控制接口J1，后端面设置有接线端子J3、接线端子J4、铜排J5、铜排J6和铜排J7，超级电容控制柜的前端面设置有接线端子M1、空开K1和空开K2，控制接口J1的接口1接单元输出端，控制接口J1的接口2接电源的输入端，控制接口J1的接口3接接空开K2的引脚2，控制接口J1的接口4接空开K2的引脚1，控制接口J1的接口接电源输入端，控制接口J1的接口6接电源输入端，接线端子J3接空开K1的引脚3，接线端子J4接空开K1的引脚1，铜排J5接接线端子M1，铜排J6接风机变流器的直流母线负极，铜排J7接风机变流器的直流母线正极。

优选的，所述超级电容柜的尺寸为600mm*700mm*1800mm，超级电容控制柜(8)的尺寸为600mm*600mm*1800mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：