[实用新型]一种风电机组变桨系统高电压穿越控制器

说明书

本实用新型提供了一种风电机组变桨系统高电压穿越控制器，通过在变桨系统电源模组驱动电源的整流电路中位于充电电阻的前端增加串联了热敏电阻，且通过切换继电器对热敏电阻进行通路/短路控制，并通过交流端电压采集器采集监测变桨系统电源模组驱动电源外部输入的三相交流电源的电压有效值，进而利用交流端电压比较器根据三相交流电源的电压情况控制切换继电器对热敏电阻的通路/短路工况进行切换，联合借助变桨系统中驱动电源、后备电源和备电源管理电路原有的低压保护功能，实现了对风电机组变桨电机驱动模块的高电压穿越控制，技术思路巧妙、系统改造成本和技术难度低，为风电机组中变桨电机驱动模块的高电压穿越控制提供了新的技术思路。

技术领域

本实用新型涉及风力发电系统控制技术领域，特别涉及一种风电机组变桨系统高电压穿越控制器。

背景技术

在风电机组中，变桨系统电源模组驱动电源是变桨系统的重要组成部分。如图1所示，变桨系统电源模组驱动电源主要包括整流电路、滤波电容电路、后备电源、以及后备电源管理电路，其主要功能是，将外部三相交流端400V交流电压通过整流电路变成脉动的直流电，再用滤波电容滤除脉动直流电中的交流成分后得到560V直流电源，加载到直流母线上，为变桨电机驱动模块提供560V直流电源；同时，变桨系统电源模组驱动电源还通过后备电源管理电路，负责对后备电源（超级电容）进行充电和低压保护管理，后备电源管理电路根据后备电源和变桨系统电源模组驱动电源输出至直流母线端的电压，当后备电源电压低于限值时备电源管理电路启动充电功能，通过变桨系统电源模组驱动电源对后备电源充电，当因外部三相电源交流端掉电等原因导致驱动电源输出至直流母线端电压过低时，后备电源管理电路启动升压功能，通过后备电源向直流母线端供电，使得直流母线端升压，以保证变桨电机驱动模块正常运行，实现低压保护功能。为了防止在开启主回路时大电容充电而引起电流过大损坏硅堆，故在变桨系统电源模组驱动电源的整流电路中设置有充电电阻进行限流，对滤波电容进行启动后的预充电过程，预充电的同时，对直流母线端的电压进行监测，当预充电至直流母线电压达到400 VDC后，通过设计控制电路切换使得充电电阻被短路，并结束限流启动的预充电过程，进入正常运行状态，对变桨电机驱动模块进行供电。

随着风电场规模和风力发电容量的不断扩大，当电网故障或者扰动，引起变桨系统电源模组驱动电源的外部输入三相交流电源的电压突然升高时，将会导致直流母线电压越限，从而对及直流母线电容构成威胁，甚至可能会导致严重的连锁反应，影响变桨电机驱动模块的正常运行。基于安全稳定运行和控制保护要求，很多国家制定了新的并网技术规定，近年来，高电压穿越已经越来越被重视，我国国标要求风电机组应满足高电压穿越要求，当发生高电压连锁故障穿越故障时，要求风电机组的各个组件能够在规定的电压和时间范围内应具备不脱网连续运行的能力，以能够在电压恢复正常后快速实现功率恢复。对于风电机组的变桨系统，也应当设计满足高电压穿越要求。

因此，需要对风电机组的变桨系统电源模组驱动电源的相关电路设计进行改造优化，使得风电机组的变桨电机驱动模块具备一定的高电压穿越能力，使其在电网故障或者扰动引起电压突然升高时，风电机组能够不间断的运行，完成电网电压骤升到恢复正常过程的高电压故障穿越。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种风电机组变桨系统高电压穿越控制器，用以使得风电机组的变桨电机驱动模块具备高电压故障穿越能力。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：