[发明专利]用于风电机组并网检测的多指标电压扰动发生装置及方法

权利要求书

1.一种用于风电机组并网检测的多指标电压扰动发生装置的方法，其特征在于：用于风电机组并网检测的多指标电压扰动发生装置包括串联同步补偿单元、晶闸管控制阻抗分压单元、电压互感器PT、控制单元，串联同步补偿单元和晶闸管控制阻抗分压单元用于接入测试风电机组和就地升压箱变之间，串联同步补偿单元设置于晶闸管控制阻抗分压单元前端，串联同步补偿单元仅提供扰动无功功率，晶闸管控制阻抗分压单元的阻抗回路全部采用电抗器，其中：

串联同步补偿单元包括开关一BRK1、可关断器件一IGBT1、可关断器件二IGBT2、可关断器件三IGBT3、可关断器件四IGBT4、二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、二极管四D4、直流电容器一C₁、连接电抗器一L1、串联耦合变压器T，所述可关断器件一IGBT1的发射极与二极管一D1的正极连接，所述可关断器件一IGBT1的集电极与二极管一D1的负极连接，所述可关断器件二IGBT2的发射极与二极管二D2的正极连接，所述可关断器件二IGBT2的集电极与二极管二D2的负极连接，所述可关断器件三IGBT3的发射极与二极管三D3的正极连接，所述可关断器件三IGBT3的集电极与二极管三D3的负极连接，所述可关断器件四IGBT4的发射极与二极管四D4的正极连接，所述可关断器件四IGBT4的集电极与二极管四D4的负极连接；所述可关断器件一IGBT1的发射极与所述可关断器件四IGBT4的发射极连接，所述可关断器件二IGBT2的集电极与所述可关断器件三IGBT3的集电极连接；所述可关断器件一IGBT1的集电极与所述可关断器件二IGBT2的发射极连接，所述可关断器件四IGBT4的集电极与所述可关断器件三IGBT3的发射极连接；所述直流电容器一C₁一端与所述可关断器件四IGBT4的发射极连接，另一端与可关断器件三IGBT3的集电极连接；所述连接电抗器一L1一端与所述可关断器件一IGBT1的集电极连接，另一端与连接电抗器一L1的引脚一连接，连接电抗器一L1的引脚二分别与可关断器件二IGBT2的发射极、可关断器件三IGBT3的发射极连接；所述连接电抗器一L1的引脚三和引脚四连接在开关一BRK1上；所述可关断器件一IGBT1、可关断器件二IGBT2、可关断器件三IGBT3、可关断器件四IGBT4、直流电容器一C₁分别与控制单元连接；

晶闸管控制阻抗分压器单元包括开关二BRK2、开关三BRK3、限流电抗器二L2、短路电抗器三L3、短路电抗器四L4、短路电抗器五L5、双向晶闸管一SCR1、双向晶闸管一SCR2，所述短路电抗器三L3、短路电抗器四L4、短路电抗器五L5、开关三BRK3依次连接在一起，所述双向晶闸管一SCR1与短路电抗器三L3并联在一起，所述双向晶闸管一SCR2与短路电抗器四L4并联在一起，所述开关二BRK2一端与开关一BRK1连接，另一端与开关三BRK3连接；所述双向晶闸管一SCR1、双向晶闸管一SCR2分别与控制单元连接；

所述电压互感器PT用于采集测试风电机组并网点的交流电压信号，并将该交流电压信号传送给控制单元；

将扰动发生装置串联接入测试风电机组和升压箱变之间；通过晶闸管控制阻抗分压器实现电压深度跌落，而串联同步补偿单元对电压跌落值进行精确补偿控制，电压暂降扰动发生模式下，开关一BRK1、开关二BRK2分开，开关三BRK3闭合；串联同步补偿单元等效为电感值连续可调的电抗器L_VSC，和限流电抗器二L2起到限流电抗器的作用，在电压跌落期间减小系统提供的短路电流；短路电抗器三L3、短路电抗器四L4、短路电抗器五L5起到短路电抗器的作用，发挥“降低”测试风电机组机端电压的作用；试验电压跌落结束后，控制单元使开关一BRK1、开关二BRK2闭合，开关三BRK3分开，扰动装置恢复初始状态，测试风电机组正常并网发电；

电压跌落深度U_跌落由下式得到：

式中：Us—装置接入点的电源侧电压；

X_限流—限流阻抗；

X_短路—短路阻抗；

电压暂升通过感性电流在容性阻抗产生的“负压降”实现，通过控制晶闸管控制阻抗分压单元两组双向晶闸管一SCR1和双向晶闸管一SCR2的导通关断组合来实现多种感性电流输出，串联同步补偿单元运行于容性阻抗区间，等效为串联电容器；双向晶闸管一SCR1和双向晶闸管一SCR2的通断和串联同步补偿单元等效容值都可控，因此，电压暂升幅度连续可调，电压暂升扰动发生模式下，开关一BRK1分开，开关二BRK2闭合、开关三BRK3闭合；

电压暂升幅度U_暂升由下式得到：

式中：Us—装置接入点的电源侧电压，X_等值容抗—串联同步补偿单元等效电容的阻抗，X_短路—短路阻抗。