[实用新型]含变阻值撬棒保护的双馈风电系统

说明书

本实用新型公开了一种含变阻值撬棒保护的双馈风电系统，包括双馈感应发电机和分别与双馈感应发电机转子绕组与转子侧变流器之间的a、b、c三相端子连接的撬棒保护电路；撬棒保护电路包括串联连接的定阻撬棒保护单元和变阻撬棒保护单元。本实用新型不仅能缩短故障持续期间撬棒工作时间，减少带撬棒运行双馈感应发电机吸收的无功功率，支撑定子电压，还能最大限度降低故障切除时的双馈感应发电机无功振荡峰值，加速电网电压恢复，有助于提升风电场周边区域电网电压稳定性；此外，其还能够根据不同电网电压跌落水平和故障不同时期自适应调整撬棒动态变阻值以向故障电网提供有效的无功支撑，灵活性更高，适应性更强。

技术领域

本实用新型涉及一种含变阻值撬棒保护的双馈风电系统。

背景技术

双馈感应发电机(doubly fed induction generator，DFIG)以其灵活高效的性能在风电领域应用广泛。电网发生故障时，目前商用兆瓦级双馈感应发电机风电机组通常采用转子侧撬棒(Crowbar)保护技术来保护机组并实现低电压穿越(low-voltage ride-through，LVRT)。

目前国内外研究针对撬棒保护方案主要包括2种：

1)文献[1]和文献[2]提出的以限流为目标的传统撬棒保护方案：当转子电流I_r大于动作阈值I_rth时，投入撬棒，闭锁转子侧变流器，直到故障切除后第2个周波切除撬棒。

2)文献[3]和文献[4]提出的以尽快恢复机组可控性的撬棒保护方案：当转子电流I_r大于动作阈值I_rth时，投入撬棒，闭锁转子侧变流器；撬棒投入后，为尽快恢复转子励磁从而对故障电网进行支撑，当转子电流I_r小于返回值I_rre，且保持2π/(1-s)ω_s时，切除撬棒，重启转子侧变流器。

现有撬棒保护方案存在的不足：

1)以限流为目标的传统撬棒保护方案：给出的撬棒切除策略为故障切除后1～2周波，致使在故障切除后带撬棒运行的双馈感应发电机会从电网吸收大量无功功率，延缓电网电压的恢复。

2)以尽快恢复机组可控性的主动式撬棒保护方案：给出的撬棒投切策略未能改善故障持续期间带撬棒运行的双馈感应发电机稳态无功功率特性，也未能改善故障切除时机组的暂态无功功率特性。

3)上述2种撬棒保护方案给出的撬棒投切策略均未能兼顾故障持续期间和故障切除时双馈感应发电机无功特性的改善。

4)上述2种撬棒保护方案中撬棒保护电路均采用固定定阻电阻值，无法在不同电网电压跌落水平和故障不同时期向故障电网提供有效的无功支撑。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种含变阻值撬棒保护的双馈风电系统，以解决撬棒保护电路采用固定撬棒电阻值，无法在不同电网电压跌落水平和故障不同时期向故障电网提供有效无功支撑的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种含变阻值撬棒保护的双馈风电系统，包括双馈感应发电机，分别与所述双馈感应发电机转子绕组与转子侧变流器之间的a、b、c三相端子连接的撬棒保护电路；所述撬棒保护电路包括串联连接的定阻撬棒保护单元和变阻撬棒保护单元。