一種用于風電場的快速動態無功補償裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術是有關于一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，主要由磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路和晶閘管投切電容器支路中的兩種或三種支路組成，其中：組成所述補償裝置的所述磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路和晶閘管投切電容器支路與同一控制器的輸出端連接，并分別通過高壓斷路器掛接到母線上。本實用新型專利技術一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，響應速度快、運行安全可靠、維護成本低、節能顯著、損耗小，適應惡劣環境使用，尤其適用于風電場。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種快速動態無功補償裝置，特別是涉及一種用于風電場的動態無功補償裝置，以及風電場的動態無功補償整改裝置。
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是一個不容忽視及回避的問題。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，那風電場的可靠運行也無從談起。 由于風電場的環境都比較惡劣，因此目前的無功補償裝置主要是磁控電抗器方式，也有一部分風電場的無功補償裝置采用了靜止無功發生器(Static Var Generator,簡稱SVG)。從目前實際的應用情況來看，SVG雖然響應速度更快，但是風電場中可靠運行SVG占SVG總數的比例不到10%。而磁控電抗器雖然可靠性比較高，但是其響應速度很難適應風力發電場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。此外，即使改為帶快速勵磁及快速退磁的磁控電抗器，其響應時間最快也只能達到30ms。由此可見，現有風電場的無功補償裝置還存在著各種各樣的問題及缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種可實現無功容量的動態補償和平滑無級調節，且響應速度要快，可靠性要高，以解決風電場的電壓穩定性問題，尤其是低電壓穿越問題的新型結構的用于風電場的快速動態無功補償裝置，實屬當前業界極需改進的目標。
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動態無功補償裝置，使其可實現無功容量的動態補償和平滑無級調節，且響應速度要快，可靠性要高，從而解決風電場的電壓穩定性問題，尤其是低電壓穿越的問題，克服現有的風電場無功補償裝置的各種不足，從而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動態無功補償裝置，主要由磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路和晶閘管投切電容器支路中的兩種或三種支路組成，其中組成所述補償裝置的所述磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路和晶閘管投切電容器支路與同一控制器的輸出端連接，并分別通過高壓斷路器掛接到母線上。作為本技術的一種改進，所述的晶閘管控制電抗器支路由空心電抗器、晶閘管閥和空心電抗器依次串聯組成，三條晶閘管控制電抗器支路再采用三角形接法連接。所述的晶閘管投切電容器支路由空心電抗器、晶閘管閥和電容器依次串聯而成，兩條晶閘管投切電容器支路還與一個固定電容器支路采用星形接法連接。所述的磁控電抗器支路由磁控電抗器通過三角形接法連接而成。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。所述的固定電容器支路是由空心電抗器與電容器串聯而成。所述的母線為10kV/35kV母線。所述的控制器是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。所述的控制器與磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路、晶閘管投切電容器支路通過光纖連接。采用這樣的結構后，本技術一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，至少具有以下優點I、通過自動調節無功輸出來保證線路電壓穩定，利用磁控電抗器、TCR、TSC與電容·器組并聯實現無功容量的動態補償和平滑無級調節；2、裝置運行安全可靠、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；3、TCR支路和TSC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，并且投資小、回報率高，更適于廣泛推廣使用。如上所述，本技術一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，響應速度快、運行安全可靠、維護成本低、節能顯著、損耗小，適應惡劣環境使用，尤其適用于風電場。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是本技術一種用于風電場的快速動態無功補償裝置的電路連接示意圖。具體實施方式請參閱圖I所示，本技術一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，主要由磁控電抗器(Magnetic Controlled Reactor,簡稱MCR)支路、晶閘管控制電抗器(Thyristor Controlled Reactor,簡稱TCR)支路和晶閘管投切電容(Thyristor SwitchedCapacitor,簡稱TSC)支路組成。如圖所示，MCR支路、TCR支路和TSC支路與同一控制器7的輸出端連接，并分別通過高壓斷路器2、I、10掛接到母線a、b、c上。具體來說，MCR支路可由MCR6通過三角形接法連接而成，并與固定電容器支路和避雷器支路并聯后，通過一組高壓斷路器2接入風電場的10kV/35kV集電線路(母線)。其中，固定電容器支路是由空心電抗器4與電容器5串聯而成，三條固定電容器支路之間采用星形連接，避雷器支路由避雷器3并聯組成。TCR支路由空心電抗器9、晶閘管閥8和空心電抗器9依次串聯組成，三條TCR支路再采用三角形接法連接，并通過另外一組高壓斷路器I接入10kV/35kV集電線路(母線)。TSC支路由空心電抗器11、晶閘管閥12和電容器13依次串聯而成，兩條TSC支路還與一個固定電容器支路采用星形接法連接，該固定電容器支路同樣由空心電抗器4與電容器5串聯而成，TSC支路通過第三組高壓斷路器10接入10kV/35kV集電線路(母線)。較佳的，控制器7優選高速數字信號處理器，并內置有現場可編程邏輯門陣列，母線a、b、c為10kV/35kV母線，控制器7通過光纖與MCR支路的MCR6、TCR支路的晶閘管閥8、TSC支路的晶閘管閥12連接。此外，除做整套裝置使用外，TCR支路和TSC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。根據實際情況，MCR支路可以單獨和TCR支路配合應用，MCR支路可以單獨和TSC支路配合應用，TCR支路也可以單獨和TSC支路配合應用，或者三種支路同時配合應用，均可達到本技術的技術效果，而各種支路的分支線路組成數量可由本領域技術人員根據具體情況酌情增減。傳統情況下，風電場的動態無功補償主要是磁控電抗器和固定電容器支路并聯組成方式，響應速度慢。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MCR使其輸出一定的感性無功，MCR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MCR很難實現。而本技術的無功·補償裝置，則可以滿足上述的要求。當風電場需要裝置快速提供容性無功時，控制器發送觸發命令到TSC支路，將TSC支路投入運行，在10ms-20ms內，風電場中的容性無功容量增大，同時控制器調節MCR輸出的感性無功，使其逐步降低，當MCR輸出的感性無功降低到需要的容量時，控制器停止發送到TSC支路的觸發命令，將TSC支路退出運行。當風電場需要裝置快速提供感性無功時，控制器發送觸發指令到TCR支路，將TCR支路投入運行，在10ms-20ms內，風電場中的感性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，其特征在于主要由磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路和晶閘管投切電容器支路中的兩種或三種支路組成，其中：組成所述補償裝置的所述磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路和晶閘管投切電容器支路與同一控制器的輸出端連接，并分別通過高壓斷路器掛接到母線上。

【技術特征摘要】
1.一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，其特征在于主要由磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路和晶閘管投切電容器支路中的兩種或三種支路組成，其中 組成所述補償裝置的所述磁控電抗器支路、晶閘管控制電抗器支路和晶閘管投切電容器支路與同一控制器的輸出端連接，并分別通過高壓斷路器掛接到母線上。2.根據權利要求I所述的一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，其特征在于所述的晶閘管控制電抗器支路由空心電抗器、晶閘管閥和空心電抗器依次串聯組成，三條晶閘管控制電抗器支路再采用三角形接法連接。3.根據權利要求I所述的一種用于風電場的快速動態無功補償裝置，其特征在于所述的晶閘管投切電容器支路由空心電抗器、晶閘管閥和電容器依次串聯而成，兩條晶閘管投切電容器支路還與一個固定電容器支路采用星形接法連接。4.根據權利要求I所述的一種用于風電場的快速動態無功...

【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：