一種用于風電場的快速復合無功補償器制造技術

本實用新型專利技術提供一種用于風電場的快速復合無功補償器，至少包括一個以上SVG支路、控制器和高壓斷路器，其中：SVG支路之間并聯，并分別通過高壓斷路器接到母線上；控制器的輸出端與SVG支路相連。采用本設計后，本實用新型專利技術提供的用于風電場的快速復合無功補償器運行安全可靠、維護成本低、損耗小、容量動態無級調節、響應速度快，適應惡劣環境使用，特別適用于風電場的需求，可有效解決風電場的低電壓穿越問題。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及風力發電
，特別是涉及一種用于風電場的快速復合無功補償器。
技術介紹
相比較于火力發電，風力發電有其特殊性，當出現故障時，風電場的低電壓穿越問題如果無法解決，可能會造成風力發電機的大規模脫網，從而影響風電場的可靠運行。由于風電場的環境都比較惡劣，目前的無功補償裝置主要是磁控電抗器裝置。雖然磁控電抗器可靠性比較高，但是其響應速度很難適應風電場的需要，尤其是低電壓穿越 的要求。目前一種應用比較廣泛的做法是將磁控電抗器更換為帶快速勵磁及快速退磁的磁控電抗器，此種做法需要先將原先的磁控電抗器拆除，然后再安裝帶快速勵磁及快速退磁的磁控電抗器，其工作量比安裝一臺新磁控電抗器的工作量還大。當改為帶快速勵磁及快速退磁的磁控電抗器時，其響應時間時間較長，最快也只能達到30ms。由此可見，目前風電場的無功補償裝置還存在的上述問題及缺陷，亟待加以進一步改進。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種用于風電場的快速復合無功補償器，使其可實現無功容量的動態補償和平滑無級調節，從而解決風電場的電壓穩定性問題，尤其是解決低電壓穿越的問題，克服現有的風電場無功補償裝置的各種不足，保障風電場的安全穩定運行。為解決上述技術問題，本技術一種用于風電場的快速復合無功補償器，至少包括一個以上SVG支路、控制器和高壓斷路器，其中SVG支路之間并聯，并分別通過高壓斷路器接到母線上；控制器的輸出端與SVG支路相連。進一步地，所述的補償器還包括與SVG支路并聯的磁控電抗器支路，磁控電抗器支路也與所述控制器的輸出端連接。進一步地，所述的磁控電抗器支路由磁控電抗器通過三角形連接法連接而成。進一步地，所述的磁控電抗器支路還并聯有固定電容器支路和避雷器支路。進一步地，所述的固定電容器支路由電抗器和電容器串聯組成。進一步地，所述的磁控電抗器支路通過高壓斷路器掛接到母線上。進一步地，所述的控制器與磁控電抗器支路、SVG支路之間通過光纖進行連接。進一步地，所述的SVG支路由IGBT模塊和空心電抗器串聯并采用星形連接法連接。進一步地，所述的SVG支路的IGBT模塊數取決于集電線路的電壓等級。進一步地，所述的控制器采用高速數字信號處理器，并內置有現場可編程邏輯門陣列。采用本設計后，本技術提供一種用于風電場的快速復合無功補償器運行安全可靠、維護成本低、損耗小、容量動態無級調節、響應速度快，適應惡劣環境使用，特別適用于風電場的需求，可有效解決風電場的低電壓穿越問題。此外此裝置的SVG支路還可以用于目前風電場的磁控電抗器的改造，在原有磁控電抗器不變的情況下，實現快速的動態無功補償，投資小、回報率高。附圖說明上述僅是本技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本技術作進一步的詳細說明。圖I是本技術一種快速復合無功補償器的電路連接示意圖。具體實施方式請參閱圖I所示，本技術是關于一種用于風電場的快速復合無功補償器，其至少包括一個以上SVG支路、控制器和高壓斷路器，此外還可包括磁控電抗器支路、固定電容器支路和避雷器支路，各支路數量可根據情況增減。其中，SVG支路由IGBT模塊8和空心電抗器9串聯組成，各SVG支路之間采用星形連接法并聯，并分別通過高壓斷路器I接到母線上。磁控電抗器支路可由磁控電抗器通過三角形連接法連接而成，與固定電容器支路和避雷器支路并聯后，通過高壓斷路器2掛接到母線上，與SVG支路之間并聯。各固定電容器由串聯電抗器4和電容器5串聯組成，各避雷器支路分別由避雷器3組成。控制器7采用基于高速數字信號處理器，并內置現場可編程邏輯門陣列。控制器7的輸出端與磁控電抗器支路的磁控電抗器6、SVG支路的IGBT模塊8連接。正常情況下，固定電容器支路為風電場提供固定容量的容性無功，控制器根據檢測的信息，調節磁控電抗器使其輸出一定的感性無功，磁控電抗器輸出的無功與固定電容器支路提供的無功之和滿足風電場的需求。由于風電場的特殊性，出現故障時需要裝置快速的提供一定的容性無功或者一定的感性無功，而這種情況只依靠調節磁控電抗器很難實現。本技術中提出的補償器，解決了上述問題。本技術的工作原理為當風電場需要補償器快速提供容性無功時，控制器發送容性無功指令到SVG支路，使SVG支路的電壓大于集電線路的系統電壓，風電場中的容性無功容量增大，在5ms-10ms內，即可滿足風電場對容性無功的需求，與此同時控制器調節磁控電抗器輸出的感性無功，使其逐步降低，當磁控電抗器輸出的感性無功降低到需要的容量時，控制器發送指令到SVG支路，停止SVG支路的容性無功輸出。當風電場需要裝置快速提供感性無功時，控制器發送感性無功指令到SVG支路，使SVG支路的電壓小于集電線路的系統電壓，風電場中的感性無功容量增大，在5ms-10ms內，即可滿足風電場對感性無功的需求，與此同時控制器調節磁控電抗器輸出的感性無功，使其逐步增加，當磁控電抗器輸出的感性無功增加到需要的容量時，控制器發送指令到SVG支路，停止SVG支路的感性無功輸出。由此可以看出，本技術所提出的補償器可以快速復合的調節無功輸出，并且由于SVG支路是工作在過渡狀態，只有在過渡狀態時會產生較大的損耗，絕大多數時間都是工作在零輸出狀態，因此損耗很低，發熱量小，可以不必考慮專門SVG支路的散熱設計，因此SVG支路的體積會更加輕巧。并且由于SVG工作時間較短，所以可靠性更高。本技術利用固定電容器支路、磁控電抗器支路、SVG支路并聯，實現了無功功率的快速補償。整套補償器響應速度快、運行安全可靠、維護成本低、損耗小，適應惡劣環境使用，尤其適用于風電場。本技術除做整套補償器裝置使用外，SVG支路部分還可以用作現有風電場無功補償裝置的改造或者單獨作為風電場的無功補償裝置使用。以上所述，僅是本技術的較佳實施例而已，并非對本技術作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的
技術實現思路
做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本技術的保護范圍內。·本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于風電場的快速復合無功補償器，其特征在于至少包括一個以上SVG支路、控制器和高壓斷路器，其中：SVG支路之間并聯，并分別通過高壓斷路器接到母線上；控制器的輸出端與SVG支路相連。

【技術特征摘要】
1.一種用于風電場的快速復合無功補償器，其特征在于至少包括一個以上SVG支路、控制器和高壓斷路器，其中 SVG支路之間并聯，并分別通過高壓斷路器接到母線上； 控制器的輸出端與SVG支路相連。2.根據權利要求I所述的用于風電場的快速復合無功補償器，其特征在于所述的補償器還包括與SVG支路并聯的磁控電抗器支路，該磁控電抗器支路也與所述控制器的輸出端連接。3.根據權利要求2所述的用于風電場的快速復合無功補償器，其特征在于所述的磁控電抗器支路由磁控電抗器通過三角形連接法連接而成。4.根據權利要求2所述的用于風電場的快速復合無功補償器，其特征在于所述的磁控電抗器支路還并聯有固定電容器支路和避雷器支路。5.根據權利要求4所述的用于風電場的快速復合無功補償器，其特征在于所述的固定電容器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫樹敏，昃萌，
申請(專利權)人：北京國能子金電氣技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：