CN111446736A - 一种风电机组控制系统逆变应急电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电机组控制系统逆变应急电源装置，包括超级电容模组组合，超级电容模组组合与逆变应急电源主电路连接，逆变应急电源主电路分别与检测部和控制部连接，检测部与控制部连接；本发明设计有高电压穿越应急供电回路和低电压穿越应急供电回路，在储能环节的能量配置上只需满足低穿的容量需求，减小储能环节的成本、体积和重量。本发明的变流环节采用双向变流设计方式，简化了充电电路和隔离电路，摒弃变压器的隔离方式，有利于减小整个系统的成本、体积和重量；本发明的逆变应急电源主电路采用固态继电器作为静态开关，网压正常时装置实时在线并网，网压异常时无缝切换至逆变应急模式，减少电流冲击。

Description

一种风电机组控制系统逆变应急电源装置
技术领域
本发明属于应急电源领域，具体涉及一种风电机组控制系统逆变应急电源装置。
背景技术
风能是一种无污染可持续利用的资源，合理有效的开发风能能带来巨大的经济、社会及环保效益，目前我国风电机组的单机容量已到达兆瓦等级，具备很强劲的发展前景。风电机组的控制系统包括主控制系统、机舱偏航控制系统及叶轮变桨控制系统，其中主控制系统是风电机组控制的核心，实现机组的发电控制；偏航控制系统主要完成机舱及轮毂电源分配与转换及辅助功能控制；变桨控制系统的主要功能是调节桨叶角度改变风力机的能量转换效率来控制风电机组的功率输出，在风电机组停机时提供空气制动。当风电机组控制系统的供电网压异常(供电网压异常，通常指供电网压跌落或上升时为控制系统供电的三相400V交流电压超出允许的工作范围)时，最直接的后果就是导致风电机组脱网运行，降低机组的发电效率，当风电机组重启发电并网时又会对电网造成冲击，影响电网质量。为了保证风电机组端电压异常时机组不脱网而持续运行，风电机组对高电压穿越(简称高穿)和低电压穿越(简称低穿)的要求如下：风电机组具有在测试点电压升高至130％额定电压时能够保证不脱网连续运行500ms的能力、升高至125％额定电压时能够保证不脱网连续运行1000ms的能力、升高至120％额定电压时能够保证不脱网连续运行10s的能力、升高至110％额定电压时能够保证不脱网连续运行的能力；风电机组具有在测试点电压跌落小于85％额定电压时能够保证不脱网连续运行2000ms的能力。
为了辅助风电机组控制系统实现高穿和低穿，目前市面上也有一些逆变应急电源设备，在储能环节上一般选用蓄电池，体积重量大，充电时间长，循环使用寿命短，使用后硫酸溶液污染环境，后期维护成本高；在控制方式上一般对高穿和低穿采用统一但粗糙的控制策略，只要出现高穿或低穿则启动且只能启动储能环节能量应急供电模式，但由于风电机组对高穿的总体能量(穿越时间)需求远高于低穿，所以储能柜的体积、重量和成本都大，更有甚者由于受到储能环节的限制仅能实现低穿功能；在逆变输出终端一般采用变压器隔离方式增加设备的成本、体积和重量；在并网模式上一般采用“离线式”，即先检测到电网故障再动作切换至逆变应急模式，既影响供电也造成冲击。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种风电机组控制系统逆变应急电源装置解决了目前市面上逆变应急电源设备存在的高穿和低穿控制策略粗糙、不能实时在线并网、储能柜的体积、重量和成本大以及模式切换时电流冲击的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种风电机组控制系统逆变应急电源装置，包括超级电容模组组合，所述超级电容模组组合与逆变应急电源主电路连接，所述逆变应急电源主电路分别与检测部和控制部连接，所述检测部与控制部连接；
所述超级电容模组组合用于应急能源的存储和释放；所述逆变应急电源主电路用于辅助风电机组的控制系统实现高穿和低穿保证发电量，并实现装置实时在线并网，模式转换时无缝切换减少电流冲击；所述检测部用于在检测点检测电流和电压，并将检测的电流和电压反馈给控制部；所述控制部用于接收检测部采样的电压和电流作为闭环控制的反馈信号，并将闭环输出的结果与载波比较，生成高速驱动信号实时发送至逆变应急电源主电路的电气元件中，保证系统电压和电流处于稳定可控的状态。
进一步地，所述超级电容模组组合包括依次连接的超级电容模组Cs1、超级电容模组Cs2、超级电容模组Cs3和超级电容模组Cs4；所述超级电容模组Cs1的正端为超级电容模组组合的正端，所述超级电容模组Cs4的负端为超级电容模组组合的负端；所述超级电容模组Cs1、超级电容模组Cs2、超级电容模组Cs3和超级电容模组Cs4的容值均为6F和额定电压均为150V。
进一步地，所述逆变应急电源主电路包括充电高穿模块、双向变流模块、断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3，所述断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3均为4相断路器；
所述断路器QF1输入端的A、B、C、N1相分别与400V交流供电网的A、B、C、N相连接，所述断路器QF1输出端的U、V、W、N2相分别与负载供电端的A、B、C、N相一一对应连接，所述断路器QF2输入端的A、B、C、N1相分别与400V交流供电网的A、B、C、N相连接，所述断路器QF2输出端的U、V、W、N2相与充电高穿模块连接，并分别与包括4支独立双向晶闸管的4相固体继电器SK1输入端的A、B、C、N1相一一对应连接，所述固体继电器SK1输出端的U、V、W、N2相分别与断路器QF3输入端的A、B、C、N1相一一对应连接，所述断路器QF3输出端的U、V、W、N2相分别与负载供电端的A、B、C、N相一一对应连接，所述充电高穿模块与双向变流模块连接，所述双向变流模块分别与超级电容模组组合和4相接触器KM2的输入端连接，所述接触器KM2输出端的U、V、W、N2相分别与断路器QF3输入端的A、B、C、N1相一一对应连接；所述断路器QF1与断路器QF3机械互锁，所述机械互锁用于使断路器QF1与断路器QF3同时断开且不能同时闭合。
进一步地，所述充电高穿模块包括3相平波电抗器L1，所述电抗器L1输入端的A、B、C相分别与断路器QF2输出端的U、V、W相一一对应连接，所述电抗器L1输出端的U、V、W相分别与3相接触器KM1输入端的A、B、C相一一对应连接，且分别与包括3支独立双向晶闸管的3相固体继电器SK2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述接触器KM1输出端的U、V、W相分别通过不同的充电限流电阻Rc与三相整流桥RT输入端的A、B、C相一一对应连接，所述固体继电器SK2输出端的U、V、W相分别与三相整流桥RT输入端的A、B、C相一一对应连接，所述三相整流桥RT的包括二极管D1，所述二极管D1的正极与二极管D4的负极连接，所述二极管D1的负极分别与二极管D2的负极和二极管D3的负极连接，所述二极管D2的正极与二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极与二极管D6的负极连接，所述二级管D4的正极分别与二极管D5的正极和二极管D6的正极连接，所述二级管D4的负极为三相整流桥RT的A相，所述二级管D5的负极为三相整流桥RT的B相，所述二级管D6的负极为三相整流桥RT的C相，所述二极管D3的负极为三相整流桥RT的Ud+输出引脚，所述二极管D6的正极为三相整流桥RT的Ud-输出引脚，所述三相整流桥RT的Ud+输出引脚和Ud-输出引脚分别与双向变流模块连接。
进一步地，所述双向变流模块包括电抗器Ld，所述直流电抗器Ld的一端与超级电容模组组合的正端连接，其另一端与IGBT单元Q1的上部IGBT的发射极连接，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri1，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的发射极与其下部IGBT的集电极连接，所述IGBT单元Q1的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri2，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的集电极分别与三相整流桥RT的Ud+输出引脚、电解电容Cd的正端、IGBT单元Q2的上部IGBT的集电极、IGBT单元Q3的上部IGBT的集电极、IGBT单元Q4的上部IGBT的集电极和IGBT单元Q5的上部IGBT的集电极连接，所述IGBT单元Q1的下部IGBT的发射极分别与超级电容模组组合的负端、三相整流桥RT的Ud-输出引脚、电解电容Cd的负端、IGBT单元Q2的下部IGBT的发射极、IGBT单元Q3的下部IGBT的发射极、IGBT单元Q4的下部IGBT的发射极和IGBT单元Q5的下部IGBT的发射极连接；
所述IGBT单元Q2的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri3，所述IGBT单元Q2的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的A相连接，所述IGBT单元Q2的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri4；所述IGBT单元Q3的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri5，所述IGBT单元Q3的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的B相连接，所述IGBT单元Q3的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri6；所述IGBT单元Q4的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri7，所述IGBT单元Q4的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的C相连接，所述IGBT单元Q4的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri8；所述IGBT单元Q5的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri9，所述IGBT单元Q5的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的N1相连接，所述IGBT单元Q5的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri10；
所述交流电抗器La1输出端的U、V、W相分别与3相交流电抗器La2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述交流电抗器La2输出端的U、V、W相分别与接触器KM2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述交流电抗器La1输出端的U、V、W相分别通过不同的交流电容Ca与其输出端的N2相连接，所述交流电抗器La1输出端的N2相与接触器KM2输入端的N1相连接。
进一步地，所述接触器KM1的线包接收控制部发出的通用输出信号Dout1，所述接触器KM2的线包接收控制部发出的通用输出信号Dout2，所述固体继电器SK1的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri11，所述固体继电器SK2的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri12。
进一步地，所述接触器KM1的状态、接触器KM2的状态、断路器QF1的状态、断路器QF2的状态、断路器QF3的状态以及检测部采样的电压数据和电流数据均反馈至控制部。
进一步地，所述检测部采样的电压数据和电流数据包括电压Uga、电压Ugb、电压Ugc、电压Ua、电压Ub、电压Uc、电压Ucs、电压Ud、电流Ia、电流Ib、电流Ic和电流Ics。
进一步地，所述电压Uga的检测点为固体继电器SK1输入端的A相和N1相，所述电压Ugb的检测点为固体继电器SK1输入端的B相和N1相，所述电压Ugc的检测点为固体继电器SK1输入端的C相和N1相，所述电压Ua的检测点为固体继电器SK1输出端的U相和N2相，所述电压Ub的检测点为固体继电器SK1输出端的V相和N2相，所述电压Uc的检测点为固体继电器SK1输出端的W相和N2相，所述电压Ucs的检测点为超级电容模组组合的正端和负端，所述电压Ud的检测点为电容Cd的两端，所述电流Ia的检测点为交流电抗器La1输入端的A相，所述电流Ib的检测点为交流电抗器La1输入端的B相，所述电流Ic的检测点为交流电抗器La1输入端的C相，所述电流Ics的检测点为超级电容模组组合的正端。
本发明的有益效果为：
(1)本发明设计有高电压穿越应急供电回路和低电压穿越应急供电回路，高穿期间采用升高的电压经整流得到母线电压，低穿期间利用储能电压经升压斩波控制得到母线电压，再逆变出额定三相供电电压，在储能环节的能量配置上只需满足低穿的容量需求，减小储能环节的成本、体积和重量。
(2)本发明储能环节采用超级电容模组，充电电流大、效率高、时间短，减少维护频次，绿色环保。
(3)本发明的变流环节采用双向变流设计方式，简化了充电电路和隔离电路，摒弃变压器的隔离方式，有利于减小整个系统的成本、体积和重量；
(4)本发明的逆变应急电源主电路采用固态继电器作为静态开关，网压正常时装置实时在线并网，网压异常时无缝切换至逆变应急模式，减少电流冲击。
附图说明
图1为本发明提出的一种风电机组控制系统逆变应急电源装置；
图2为本发明中超级电容模组组合示意图；
图3为本发明中逆变应急电源主电路示意图；
图4为本发明中充电高穿模块示意图；
图5为本发明中双向变流模块示意图；
图6为本发明中控制部接收和发射信号示意图；
图7为本发明中检测部中信号检测点示意图；
图8为本发明控制部引脚发送和接收信号关系图；
图9为本发明的在线并网模式开关状态及能量流向示意图；
图10为本发明的低穿模式开关状态及能量流向示意图；
图11为本发明的高穿模式开关状态及能量流向示意图；
图12为本发明的故障旁路模式开关状态及能量流向示意图；
图13为本发明的维修旁路模式开关状态及能量流向示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，一种风电机组控制系统逆变应急电源装置，包括超级电容模组组合，所述超级电容模组组合与逆变应急电源主电路连接，所述逆变应急电源主电路分别与检测部和控制部连接，所述检测部与控制部连接；
所述超级电容模组组合用于应急能源的存储和释放；所述逆变应急电源主电路用于辅助风电机组的控制系统实现高穿和低穿保证发电量，并实现装置实时在线并网，模式转换时无缝切换减少电流冲击；所述检测部用于在检测点检测电流和电压，并将检测的电流和电压反馈给控制部；所述控制部用于接收检测部采样的电压和电流作为闭环控制的反馈信号，并将闭环输出的结果与载波比较，生成高速驱动信号实时发送至逆变应急电源主电路的电气元件中，保证系统电压和电流处于稳定可控的状态。
如图2所示，所述超级电容模组组合包括依次连接的超级电容模组Cs1、超级电容模组Cs2、超级电容模组Cs3和超级电容模组Cs4；所述超级电容模组Cs1的正端为超级电容模组组合的正端，所述超级电容模组Cs4的负端为超级电容模组组合的负端；所述超级电容模组Cs1、超级电容模组Cs2、超级电容模组Cs3和超级电容模组Cs4的容值均为6F和额定电压均为150V。
如图3所示，所述逆变应急电源主电路包括充电高穿模块、双向变流模块、断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3，所述断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3均为4相断路器；所述断路器QF1输入端的A、B、C、N1相分别与400V交流供电网的A、B、C、N相连接，所述断路器QF1输出端的U、V、W、N2相分别与负载供电端的A、B、C、N相一一对应连接，所述断路器QF2输入端的A、B、C、N1相分别与400V交流供电网的A、B、C、N相连接，所述断路器QF2输出端的U、V、W、N2相与充电高穿模块连接，并分别与包括4支独立双向晶闸管的4相固体继电器SK1输入端的A、B、C、N1相一一对应连接，所述固体继电器SK1输出端的U、V、W、N2相分别与断路器QF3输入端的A、B、C、N1相一一对应连接，所述断路器QF3输出端的U、V、W、N2相分别与负载供电端的A、B、C、N相一一对应连接，所述充电高穿模块与双向变流模块连接，所述双向变流模块分别与超级电容模组组合和4相接触器KM2的输入端连接，所述接触器KM2输出端的U、V、W、N2相分别与断路器QF3输入端的A、B、C、N1相一一对应连接；所述断路器QF1与断路器QF3机械互锁，所述机械互锁用于使断路器QF1与断路器QF3同时断开且不能同时闭合。
如图4所示，所述充电高穿模块包括3相平波电抗器L1，所述电抗器L1输入端的A、B、C相分别与断路器QF2输出端的U、V、W相一一对应连接，所述电抗器L1输出端的U、V、W相分别与3相接触器KM1输入端的A、B、C相一一对应连接，且分别与包括3支独立双向晶闸管的3相固体继电器SK2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述接触器KM1输出端的U、V、W相分别通过不同的充电限流电阻Rc与三相整流桥RT输入端的A、B、C相一一对应连接，所述固体继电器SK2输出端的U、V、W相分别与三相整流桥RT输入端的A、B、C相一一对应连接，所述三相整流桥RT的包括二极管D1，所述二极管D1的正极与二极管D4的负极连接，所述二极管D1的负极分别与二极管D2的负极和二极管D3的负极连接，所述二极管D2的正极与二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极与二极管D6的负极连接，所述二级管D4的正极分别与二极管D5的正极和二极管D6的正极连接，所述二级管D4的负极为三相整流桥RT的A相，所述二级管D5的负极为三相整流桥RT的B相，所述二级管D6的负极为三相整流桥RT的C相，所述二极管D3的负极为三相整流桥RT的Ud+输出引脚，所述二极管D6的正极为三相整流桥RT的Ud-输出引脚，所述三相整流桥RT的Ud+输出引脚和Ud-输出引脚分别与双向变流模块连接。
如图5-6所示，所述双向变流模块包括电抗器Ld，所述直流电抗器Ld的一端与超级电容模组组合的正端连接，其另一端与IGBT单元Q1的上部IGBT的发射极连接，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri1，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的发射极与其下部IGBT的集电极连接，所述IGBT单元Q1的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri2，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的集电极分别与三相整流桥RT的Ud+输出引脚、电解电容Cd的正端、IGBT单元Q2的上部IGBT的集电极、IGBT单元Q3的上部IGBT的集电极、IGBT单元Q4的上部IGBT的集电极和IGBT单元Q5的上部IGBT的集电极连接，所述IGBT单元Q1的下部IGBT的发射极分别与超级电容模组组合的负端、三相整流桥RT的Ud-输出引脚、电解电容Cd的负端、IGBT单元Q2的下部IGBT的发射极、IGBT单元Q3的下部IGBT的发射极、IGBT单元Q4的下部IGBT的发射极和IGBT单元Q5的下部IGBT的发射极连接。
所述IGBT单元Q2的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri3，所述IGBT单元Q2的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的A相连接，所述IGBT单元Q2的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri4；所述IGBT单元Q3的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri5，所述IGBT单元Q3的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的B相连接，所述IGBT单元Q3的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri6；所述IGBT单元Q4的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri7，所述IGBT单元Q4的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的C相连接，所述IGBT单元Q4的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri8；所述IGBT单元Q5的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri9，所述IGBT单元Q5的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的N1相连接，所述IGBT单元Q5的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri10。
所述交流电抗器La1输出端的U、V、W相分别与3相交流电抗器La2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述交流电抗器La2输出端的U、V、W相分别与接触器KM2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述交流电抗器La1输出端的U、V、W相分别通过不同的交流电容Ca与其输出端的N2相连接，所述交流电抗器La1输出端的N2相与接触器KM2输入端的N1相连接。
所述接触器KM1的线包接收控制部发出的通用输出信号Dout1，所述接触器KM2的线包接收控制部发出的通用输出信号Dout2，所述固体继电器SK1的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri11，所述固体继电器SK2的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri12。
所述接触器KM1的状态、接触器KM2的状态、断路器QF1的状态、断路器QF2的状态、断路器QF3的状态以及检测部采样的电压数据和电流数据均反馈至控制部。
如图7所示，所述检测部采样的电压数据和电流数据包括电压Uga、电压Ugb、电压Ugc、电压Ua、电压Ub、电压Uc、电压Ucs、电压Ud、电流Ia、电流Ib、电流Ic和电流Ics。所述电压Uga的检测点为固体继电器SK1输入端的A相和N1相，所述电压Ugb的检测点为固体继电器SK1输入端的B相和N1相，所述电压Ugc的检测点为固体继电器SK1输入端的C相和N1相，所述电压Ua的检测点为固体继电器SK1输出端的U相和N2相，所述电压Ub的检测点为固体继电器SK1输出端的V相和N2相，所述电压Uc的检测点为固体继电器SK1输出端的W相和N2相，所述电压Ucs的检测点为超级电容模组组合的正端和负端，所述电压Ud的检测点为电容Cd的两端，所述电流Ia的检测点为交流电抗器La1输入端的A相，所述电流Ib的检测点为交流电抗器La1输入端的B相，所述电流Ic的检测点为交流电抗器La1输入端的C相，所述电流Ics的检测点为超级电容模组组合的正端。
在本实施例中，电气元器件的A相对应输出为U相，B相对应输出为V相，C相对应输出为W相，N1相对应输出为N2相。
如图8所示，在本实施例中，控制部包括FPGA芯片U1，电压Uga、电压Ugb、电压Ugc、电压Ua、电压Ub、电压Uc、电压Ucs、电压Ud、电流Ia、电流Ib、电流Ic和电流Ics均经过型号为AD7607的采样芯片U2并共用一个DB总线与FPGA芯片U1连接，数据传输策略为分时复用；DB总线的AD_DB0引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_A5引脚连接，DB总线的AD_DB1引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_B6引脚连接，DB总线的AD_DB2引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_A6引脚连接，DB总线的AD_DB3引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_B7引脚连接，DB总线的AD_DB4引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_A7引脚连接，DB总线的AD_DB5引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_B8引脚连接，DB总线的AD_DB6引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_A8引脚连接，DB总线的AD_DB7引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_B9引脚连接，DB总线的AD_DB8引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_A9引脚连接，DB总线的AD_DB9引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_B10引脚连接，DB总线的AD_DB10引脚与FPGA芯片U1的IO_B8_A10引脚连接，DB总线的AD_DB11引脚与FPGA芯片U1的IO_B7_B13引脚连接，DB总线的AD_DB12引脚与FPGA芯片U1的IO_B7_A13引脚连接，DB总线的AD_DB13引脚与FPGA芯片U1的IO_B7_B14引脚连接。
FPGA芯片U1的IO_B1_D2引脚通过型号为74LVX4245TTR的电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri1，FPGA芯片U1的IO_B1_E1引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri2，FPGA芯片U1的IO_B1_F2引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri3，FPGA芯片U1的IO_B1_F1引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri4，FPGA芯片U1的IO_B1_B2引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri5，FPGA芯片U1的IO_B1_B1引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri6，FPGA芯片U1的IO_B1_C2引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri7，FPGA芯片U1的IO_B1_C1引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri8，FPGA芯片U1的IO_B1_J1引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri9，FPGA芯片U1的IO_B1_M2引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri10，FPGA芯片U1的IO_B1_M1引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri11，FPGA芯片U1的IO_B1_N2引脚通过电平转换芯片U3发出高速驱动信号Dri12。
FPGA芯片U1的IO_B4_AA14引脚通过型号为74LVX4245TTR的电平转换芯片U4发出通用输出信号Dout1，FPGA芯片U1的IO_B3_AB3引脚通过电平转换芯片U4接收接触器KM1的状态信号，FPGA芯片U1的VREFB4N2引脚通过电平转换芯片U4发出通用输出信号Dout2，FPGA芯片U1的IO_B3_AA3引脚通过电平转换芯片U4接收接触器KM2的状态信号，FPGA芯片U1的VREFB3N2引脚通过电平转换芯片U4接收断路器QF1的状态信号，FPGA芯片U1的IO_B3_AA4引脚通过电平转换芯片U4接收断路器QF2的状态信号，FPGA芯片U1的VREFB3N3引脚通过电平转换芯片U4接收断路器QF3的状态信号。
本发明的工作原理为：工作状态一，风电机组控制系统逆变应急电源装置从静态开始启动；初始时刻断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3均处于分断状态；风电机组控制系统逆变应急电源装置的控制电由开关电源提供，且开关电源的输入直流电压范围[200V,700V]，由供电网压通过三相不控整流桥输出电压与超级电容模组组合电压共同供电且用钳位二极管取其中的大值，保证了供电网压深度跌落时整个装置的控制电源不受影响。当供电网压三相均高于75V时风电机组控制系统逆变应急电源装置则获取了控制电，同时控制部的高速驱动信号Dri11有效，固态继电器模块SK1被触发导通，装置被启动。
工作状态二，闭合断路器QF2，若检测部电压Uga、电压Ugb和电压Ugc中存在一相异常则保持，若电压Uga、电压Ugb和电压Ugc中均正常则设备具备启动条件，进入自启动程序。控制部输出的通用输出信号Dout1有效，接触器KM1的线包受电闭合，此时供电网压依次通过断路器QF2、电抗器L1、接触器KM1、充电限流电阻Rc和整流桥模块RT的回路给直流母线充电，当充电完成，即检测部电压Ud为500V，控制部输出的通用输出信号Dout2有效且通用输出信号Dout1无效，则接触器KM2闭合而接触器KM1断开，此时供电网压依次通过断路器QF2、固态继电器模块SK1、接触器KM2、双向DC/AC单元接通直流母线，切换过程避免了母线电压差距大带来的电流冲击。
工作状态三，超级电容模组组合充电，风电机组控制系统逆变应急电源装置的工作状态为超级电容模组组合充电。控制部输出的高速驱动信号Dri3至高速驱动信号Dri10，分别驱动调制IGBT单元Q2至IGBT单元Q5的上下部IGBT，对三相电压进行整流控制，稳定直流母线电压Ud为650V，当母线电压Ud稳定后，控制部输出的高速驱动信号Dri1和高速驱动信号Dri2分别驱动调制IGBT单元Q1的上下部IGBT，对直流母线进行降压斩波控制，对超级电容模组组合充电，由于超级电容模组充电电流大效率高，能段时间内使超级电容模组组合电压Ucs达到额定值600V。
工作状态四，风电机组控制系统逆变应急电源装置的工作状态为在线并网模式。如图9所示，断路器QF1和接触器KM1断开，断路器QF2、断路器QF3和接触器KM2闭合，当超级电容模组组合充满电之后，控制部停止双向DC/AC单元的三相整流控制，对超级电容模组组合电压Ucs通过双向DC/DC单元进行升压斩波控制，稳定直流母线电压Ud为650V，当直流母线电压Ud稳定后，控制部输出的高速驱动信号Dri3至高速驱动信号Dri10，分别驱动调制IGBT单元Q2至IGBT单元Q5的上下部IGBT，对直流母线电压Ud电压进行逆变调制控制，实现在线并网；通过超级电容模组组合电压Ucs的实时值与额定值600V的差值作为逆变电压给定值正向比例修正，维持超级电容模组组合实时处于满电状态，完成逆变应急电源在线并网。
工作状态五，风电机组控制系统逆变应急电源装置的工作状态为处理供电网压跌故障模式。如图10所示，检测部的电压Uga、电压Ugb和电压Ugc其中一相低于额定供电网压的85％时，控制部输出的一高速驱动信号Dri11无效，则固态继电器模块SK1断开，超级电容模组组合电压Ucs维持通过双向DC/DC单元进行升压斩波控制，稳定直流母线电压Ud为650V，且双向DC/AC单元逆变调制电压参考幅值转为额定值，则在线无缝切换到逆变输电电压Ua、Ub和Uc给负载供电，切断异常电网，此时逆变应急电源装置运行于低穿模式，断路器QF1和接触器KM1断开，断路器QF2、断路器QF3和接触器KM2闭合。当供电网压恢复正常后，控制部根据检测部检测到的电压Uga、电压Ugb和电压Ugc来进行锁相控制，当电压Uga、电压Ugb和电压Ugc分别与电压Ua、电压Ub和电压Uc的幅值和相位满足并网条件时，控制部输出的高速驱动信号Dri11有效，固态继电器模块SK1被触发导通，则风电机组控制系统逆变应急电源装置重新在线并网，运行于正常并网模式。
工作状态六，风电机组控制系统逆变应急电源装置的工作状态为处理供电网压上升故障模式。如图11所示，检测部的电压Uga、电压Ugb和电压Ugc其中一相高于额定供电网压的115％时，控制部输出的高速驱动信号Dri11无效且高速驱动信号Dri12有效，则固态继电器模块SK1断开且固态继电器模块SK2导通，同时控制部停止双向DC/DC单元的调制控制。此时升高的供电网压依次通过断路器QF2、平波电抗器L1、固态继电器模块SK2和三相整流桥RT最终整流为直流母线供电，双向DC/AC单元逆变调制电压参考幅值转为额定值，且在线无缝切换到逆变输电电压Ua、Ub和Uc给负载供电，切断异常电网，此时风电机组控制系统逆变应急电源装置运行于高穿模式，断路器QF1和接触器KM1断开，断路器QF2、断路器QF3和接触器KM2闭合。当供电网压抬升到额定值的115％时最终整流而得的直流母线电压约为650V，不会引起电流冲击，且供电网压抬升到额定值的130％时最终整流而得的直流母线电压约为730V，调制度约为0.77，在高穿回路中设计了平波电抗器L1，不会引起较大的电流冲击和影响逆变控制。当供电网压恢复正常后，控制部根据检测部检测到的电压Uga、电压Ugb和电压Ugc来进行锁相控制，当电压Uga、电压Ugb和电压Ugc分别与电压Ua、电压Ub和电压Uc的幅值和相位满足并网条件时，控制部输出的高速驱动信号Dri11有效而高速驱动信号Dri12无效，则固态继电器模块SK1被触发导通而固态继电器模块SK2分断，则风电机组控制系统逆变应急电源装置重新在线并网，运行于正常并网模式。
工作状态七，风电机组控制系统逆变应急电源装置的工作状态为处理故障旁路模式。如图12所示，当风电机组控制系统逆变应急电源装置在使用过程发生了故障时，控制部输出的通用输出信号Dout2无效则接触器KM2断开，且控制部停止对双向DC/DC单元和双向DC/AC单元的驱动控制，保持高速驱动信号Dri11有效保证固态继电器模块SK1导通。风电机组控制系统逆变应急电源装置故障后设备尝试重新自启动并自检，若是偶发故障则可以通过自检完成启动并成功并网运行；若风电机组控制系统逆变应急电源装置发生了不可恢复故障，在30分钟内累计重新自启动并自检5次失败，则保持故障锁存状态，此时风电机组控制系统逆变应急电源装置运行于故障旁路模式，断路器QF1、接触器KM1和接触器KM2断开，断路器QF2和断路器QF3闭合，供电网压的供电回路为断路器QF2、固态继电器模块SK1、断路器QF3至负载。
工作状态八，风电机组控制系统逆变应急电源装置的工作状态为处理维修旁路模式。如图13所示，当风电机组控制系统逆变应急电源装置需要维修时，在维修期间为了不影响风电机组控制系统供电，闭合断路器QF1分断断路器QF2继续为负载供电，此时风电机组控制系统逆变应急电源装置工作在维修旁路模式，断路器QF2、接触器KM1和接触器KM2断开，断路器QF1和断路器QF3闭合。供电网压的供电回路为断路器QF1至负载。
本发明的有益效果为：
(1)本发明设计有高电压穿越应急供电回路和低电压穿越应急供电回路，高穿期间采用升高的电压经整流得到母线电压，低穿期间利用储能电压经升压斩波控制得到母线电压，再逆变出额定三相供电电压，在储能环节的能量配置上只需满足低穿的容量需求，减小储能环节的成本、体积和重量。
(2)本发明储能环节采用超级电容模组，充电电流大、效率高、时间短，减少维护频次，绿色环保。
(3)本发明的变流环节采用双向变流设计方式，简化了充电电路和隔离电路，摒弃变压器的隔离方式，有利于减小整个系统的成本、体积和重量；
(4)本发明的逆变应急电源主电路采用固态继电器作为静态开关，网压正常时装置实时在线并网，网压异常时无缝切换至逆变应急模式，减少电流冲击。

Claims (9)

1.一种风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，包括超级电容模组组合，所述超级电容模组组合与逆变应急电源主电路连接，所述逆变应急电源主电路分别与检测部和控制部连接，所述检测部与控制部连接；
所述超级电容模组组合用于应急能源的存储和释放；所述逆变应急电源主电路用于辅助风电机组的控制系统实现高穿和低穿保证发电量，并实现装置实时在线并网，模式转换时无缝切换减少电流冲击；所述检测部用于在检测点检测电流和电压，并将检测的电流和电压反馈给控制部；所述控制部用于接收检测部采样的电压和电流作为闭环控制的反馈信号，并将闭环输出的结果与载波比较，生成高速驱动信号实时发送至逆变应急电源主电路的电气元件中，保证系统电压和电流处于稳定可控的状态。
2.根据权利要求1所述的风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，所述超级电容模组组合包括依次连接的超级电容模组Cs1、超级电容模组Cs2、超级电容模组Cs3和超级电容模组Cs4；所述超级电容模组Cs1的正端为超级电容模组组合的正端，所述超级电容模组Cs4的负端为超级电容模组组合的负端；所述超级电容模组Cs1、超级电容模组Cs2、超级电容模组Cs3和超级电容模组Cs4的容值均为6F和额定电压均为150V。
3.根据权利要求2所述的风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，所述逆变应急电源主电路包括充电高穿模块、双向变流模块、断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3，所述断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3均为4相断路器；
所述断路器QF1输入端的A、B、C、N1相分别与400V交流供电网的A、B、C、N相连接，所述断路器QF1输出端的U、V、W、N2相分别与负载供电端的A、B、C、N相一一对应连接，所述断路器QF2输入端的A、B、C、N1相分别与400V交流供电网的A、B、C、N相连接，所述断路器QF2输出端的U、V、W、N2相与充电高穿模块连接，并分别与包括4支独立双向晶闸管的4相固体继电器SK1输入端的A、B、C、N1相一一对应连接，所述固体继电器SK1输出端的U、V、W、N2相分别与断路器QF3输入端的A、B、C、N1相一一对应连接，所述断路器QF3输出端的U、V、W、N2相分别与负载供电端的A、B、C、N相一一对应连接，所述充电高穿模块与双向变流模块连接，所述双向变流模块分别与超级电容模组组合和4相接触器KM2的输入端连接，所述接触器KM2输出端的U、V、W、N2相分别与断路器QF3输入端的A、B、C、N1相一一对应连接；所述断路器QF1与断路器QF3机械互锁，所述机械互锁用于使断路器QF1与断路器QF3同时断开且不能同时闭合。
4.根据权利要求3所述的风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，所述充电高穿模块包括3相平波电抗器L1，所述电抗器L1输入端的A、B、C相分别与断路器QF2输出端的U、V、W相一一对应连接，所述电抗器L1输出端的U、V、W相分别与3相接触器KM1输入端的A、B、C相一一对应连接，且分别与包括3支独立双向晶闸管的3相固体继电器SK2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述接触器KM1输出端的U、V、W相分别通过不同的充电限流电阻Rc与三相整流桥RT输入端的A、B、C相一一对应连接，所述固体继电器SK2输出端的U、V、W相分别与三相整流桥RT输入端的A、B、C相一一对应连接，所述三相整流桥RT的包括二极管D1，所述二极管D1的正极与二极管D4的负极连接，所述二极管D1的负极分别与二极管D2的负极和二极管D3的负极连接，所述二极管D2的正极与二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极与二极管D6的负极连接，所述二级管D4的正极分别与二极管D5的正极和二极管D6的正极连接，所述二级管D4的负极为三相整流桥RT的A相，所述二级管D5的负极为三相整流桥RT的B相，所述二级管D6的负极为三相整流桥RT的C相，所述二极管D3的负极为三相整流桥RT的Ud+输出引脚，所述二极管D6的正极为三相整流桥RT的Ud-输出引脚，所述三相整流桥RT的Ud+输出引脚和Ud-输出引脚分别与双向变流模块连接。
5.根据权利要求4所述的风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，所述双向变流模块包括电抗器Ld，所述直流电抗器Ld的一端与超级电容模组组合的正端连接，其另一端与IGBT单元Q1的上部IGBT的发射极连接，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri1，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的发射极与其下部IGBT的集电极连接，所述IGBT单元Q1的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri2，所述IGBT单元Q1的上部IGBT的集电极分别与三相整流桥RT的Ud+输出引脚、电解电容Cd的正端、IGBT单元Q2的上部IGBT的集电极、IGBT单元Q3的上部IGBT的集电极、IGBT单元Q4的上部IGBT的集电极和IGBT单元Q5的上部IGBT的集电极连接，所述IGBT单元Q1的下部IGBT的发射极分别与超级电容模组组合的负端、三相整流桥RT的Ud-输出引脚、电解电容Cd的负端、IGBT单元Q2的下部IGBT的发射极、IGBT单元Q3的下部IGBT的发射极、IGBT单元Q4的下部IGBT的发射极和IGBT单元Q5的下部IGBT的发射极连接；
所述IGBT单元Q2的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri3，所述IGBT单元Q2的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的A相连接，所述IGBT单元Q2的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri4；所述IGBT单元Q3的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri5，所述IGBT单元Q3的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的B相连接，所述IGBT单元Q3的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri6；所述IGBT单元Q4的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri7，所述IGBT单元Q4的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的C相连接，所述IGBT单元Q4的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri8；所述IGBT单元Q5的上部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri9，所述IGBT单元Q5的上部IGBT的发射极分别与其下部IGBT的集电极和4相交流电抗器La1输入端的N1相连接，所述IGBT单元Q5的下部IGBT的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri10；
所述交流电抗器La1输出端的U、V、W相分别与3相交流电抗器La2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述交流电抗器La2输出端的U、V、W相分别与接触器KM2输入端的A、B、C相一一对应连接，所述交流电抗器La1输出端的U、V、W相分别通过不同的交流电容Ca与其输出端的N2相连接，所述交流电抗器La1输出端的N2相与接触器KM2输入端的N1相连接。
6.根据权利要求5所述的风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，所述接触器KM1的线包接收控制部发出的通用输出信号Dout1，所述接触器KM2的线包接收控制部发出的通用输出信号Dout2，所述固体继电器SK1的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri11，所述固体继电器SK2的门极接收控制部发出的高速驱动信号Dri12。
7.根据权利要求5所述的风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，所述接触器KM1的状态、接触器KM2的状态、断路器QF1的状态、断路器QF2的状态、断路器QF3的状态以及检测部采样的电压数据和电流数据均反馈至控制部。
8.根据权利要求7所述的风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，所述检测部采样的电压数据和电流数据包括电压Uga、电压Ugb、电压Ugc、电压Ua、电压Ub、电压Uc、电压Ucs、电压Ud、电流Ia、电流Ib、电流Ic和电流Ics。
9.根据权利要求8所述的风电机组控制系统逆变应急电源装置，其特征在于，所述电压Uga的检测点为固体继电器SK1输入端的A相和N1相，所述电压Ugb的检测点为固体继电器SK1输入端的B相和N1相，所述电压Ugc的检测点为固体继电器SK1输入端的C相和N1相，所述电压Ua的检测点为固体继电器SK1输出端的U相和N2相，所述电压Ub的检测点为固体继电器SK1输出端的V相和N2相，所述电压Uc的检测点为固体继电器SK1输出端的W相和N2相，所述电压Ucs的检测点为超级电容模组组合的正端和负端，所述电压Ud的检测点为电容Cd的两端，所述电流Ia的检测点为交流电抗器La1输入端的A相，所述电流Ib的检测点为交流电抗器La1输入端的B相，所述电流Ic的检测点为交流电抗器La1输入端的C相，所述电流Ics的检测点为超级电容模组组合的正端。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112994215A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 安徽晶宸未来科技有限公司 基于超级电容直流后备电源的无缝切换续电装置及方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102244391A (zh) * 2011-07-12 2011-11-16 华北电力大学 基于锂电池和超级电容的储能并网电路及其控制方法
CN102570499A (zh) * 2011-12-23 2012-07-11 中电普瑞科技有限公司 一种恒速恒频风电机组低电压穿越装置及控制方法
CN202749900U (zh) * 2012-08-08 2013-02-20 江苏银佳企业集团有限公司 一种用于紧急电力供给电源的单相逆变器
CN103457283A (zh) * 2013-09-17 2013-12-18 无锡力豪科技有限公司 一种超级电容动态电压恢复系统和电源系统
CN203491736U (zh) * 2013-08-23 2014-03-19 南京化工职业技术学院 一种应急电源装置
CN104113077A (zh) * 2014-06-30 2014-10-22 浙江大学 一种双馈异步风力发电机高电压穿越的协调控制方法
CN104578170A (zh) * 2015-02-09 2015-04-29 河南柏特电气设备有限公司 火电机组辅机变频器高低电压穿越装置
CN204706895U (zh) * 2015-02-09 2015-10-14 河南柏特电气设备有限公司 火电机组辅机变频器高低电压穿越装置
CN105024582A (zh) * 2015-07-27 2015-11-04 江苏大学 一种新型两级式双向储能变流器控制系统及其控制方法
CN110138012A (zh) * 2019-06-18 2019-08-16 天津瑞源电气有限公司 一种风电机组高电压穿越控制方法、装置及设备
CN110190620A (zh) * 2019-03-07 2019-08-30 埃斯倍风电科技(青岛)有限公司 一种变桨系统的高压穿越电路及方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102244391A (zh) * 2011-07-12 2011-11-16 华北电力大学 基于锂电池和超级电容的储能并网电路及其控制方法
CN102570499A (zh) * 2011-12-23 2012-07-11 中电普瑞科技有限公司 一种恒速恒频风电机组低电压穿越装置及控制方法
CN202749900U (zh) * 2012-08-08 2013-02-20 江苏银佳企业集团有限公司 一种用于紧急电力供给电源的单相逆变器
CN203491736U (zh) * 2013-08-23 2014-03-19 南京化工职业技术学院 一种应急电源装置
CN103457283A (zh) * 2013-09-17 2013-12-18 无锡力豪科技有限公司 一种超级电容动态电压恢复系统和电源系统
CN104113077A (zh) * 2014-06-30 2014-10-22 浙江大学 一种双馈异步风力发电机高电压穿越的协调控制方法
CN104578170A (zh) * 2015-02-09 2015-04-29 河南柏特电气设备有限公司 火电机组辅机变频器高低电压穿越装置
CN204706895U (zh) * 2015-02-09 2015-10-14 河南柏特电气设备有限公司 火电机组辅机变频器高低电压穿越装置
CN105024582A (zh) * 2015-07-27 2015-11-04 江苏大学 一种新型两级式双向储能变流器控制系统及其控制方法
CN110190620A (zh) * 2019-03-07 2019-08-30 埃斯倍风电科技(青岛)有限公司 一种变桨系统的高压穿越电路及方法
CN110138012A (zh) * 2019-06-18 2019-08-16 天津瑞源电气有限公司 一种风电机组高电压穿越控制方法、装置及设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112994215A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 安徽晶宸未来科技有限公司 基于超级电容直流后备电源的无缝切换续电装置及方法

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