UA115999C2 - Вітроенергетична установка і спосіб введення електричної енергії - Google Patents

Вітроенергетична установка і спосіб введення електричної енергії Download PDF

Info

Publication number
UA115999C2
UA115999C2 UAA201505764A UAA201505764A UA115999C2 UA 115999 C2 UA115999 C2 UA 115999C2 UA A201505764 A UAA201505764 A UA A201505764A UA A201505764 A UAA201505764 A UA A201505764A UA 115999 C2 UA115999 C2 UA 115999C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
network
power supply
energy
input
inverter
Prior art date
Application number
UAA201505764A
Other languages
English (en)
Inventor
Фолькер Дідріхс
Original Assignee
Воббен Пропертіз Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Воббен Пропертіз Гмбх filed Critical Воббен Пропертіз Гмбх
Publication of UA115999C2 publication Critical patent/UA115999C2/uk

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/028—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power
    • F03D7/0284—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power in relation to the state of the electric grid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Винахід стосується способу введення електричної енергії в електричну трифазну мережу (8), що містить етапи: введення електричного струму за допомогою блока (2) введення енергії в точці (60) підключення до мережі, реєстрація асиметрії в мережі (8) електроживлення, зокрема, компоненти системи зворотної послідовності в мережі (8) електроживлення, введення в мережу (8) електроживлення асиметричної складової струму для щонайменше часткової компенсації зареєстрованої асиметрії, причому введення асиметричної складової струму здійснюється таким чином, що блок (2) введення енергії для цього функціонує як споживач.

Description

Даний винахід стосується способу введення електричної енергії, а також пристрою, зокрема, вітроенергетичної установки для виконання такого введення енергії.
У електричні мережі електроживлення, які також можуть далі позначатися просто як електричні мережі, в цей час все більше введення енергії здійснюється за допомогою відновлюваних джерел енергії таких як вітроенергетичні установки або відповідно вітроенергоцентри, які мають інший електричний режим порівняно зі звичайними великими електростанціями, які для введення енергії застосовують щонайменше один великий генератор.
Таким чином, все більше такі великі генератори замінюються іншими блоками введення енергії, такими як перетворювачі постійного струму в змінний (інвертори). Це позначається в даній галузі техніки як заміщення. Особливо в країнах, таких як Німеччина, спостерігається порівняно високий ступінь заміщення, так що порівняно багато генераторів замінюються іншими блоками введення енергії. Це може мати важливі наслідки для мережі електроживлення. Зокрема, є побоювання, що можливі симетруючі впливи за допомогою попередніх генераторів, що підводять енергію, при підвищенні заміщення будуть втрачені або щонайменше ослаблені.
З цієї причини запропонована Європейська мережна директива ЕМТЗО-Е передбачає, що мережні оператори можуть запитувати асиметричне введення електроживлення. Поняття симетрії або відповідно асиметрії в цьому випадку стосується співвідношення трьох фаз трифазної мережі електроживлення одна відносно одної. Зокрема, у випадку асиметричного порушення в мережі електроживлення, такого, як коротке замикання між двома фазами або коротке замикання однієї фази на землю, передбачається здійснювати по можливості компенсуюче введення енергії. При цьому, зокрема, виходять з порушення в тому випадку, якщо фактична напруга в мережі в щонайменше одній фазі відхиляється від її заданого значення і/або від її номінального значення більше, ніж на 10 95.
У цьому відношенні існують найближчі задачі, які, можливо, можуть бути такими, що йдуть недостатньо далеко. Німецьке відомство з патентів і товарних знаках в результаті пошуку по пріоритетній заявці вказало наступні документи попереднього рівня техніки: ОЕ 10 2006 054 870
АТ 005 7 423 412 В2; АМОЕНОЗБОМ, 2: ЕекКіізсне Епегдієзузіете-МопПезиподвівіїЇ
Епегдіеирептадипо, 5. 127-147, ЕЕН-Роужшег БЗувієт5 І арогаюгу, ЕТН Аишіси, 5еріетбрег 2009;
Зуттеїйізспе Котропепієп, іп М/ікіредіа, Оіе їєїе ЕпгуКіорадіє, Мегвіоп 23.04.2012, ОВІ:
Зо пер://ае.мікіредіа.огд/ли/іпаех. рпр"шШе-Зуттеїйгізспе Котропепіепаеоїдіа-102361863 |знайдено 29.07.2012.
В основі даного винаходу, таким чином, лежить задача вирішити щонайменше одну з вищезазначених проблем. Зокрема, повинно бути запропоноване рішення, яке поліпшує якість мережі або щонайменше сприяє тому, що якість мережі не зменшується або не значно зменшується. Щонайменше повинно бути запропоноване рішення, альтернативне раніше відомим концепціям.
Відповідно до винаходу запропонований спосіб введення електричної енергії в електричну, трифазну мережу електроживлення згідно з пунктом 1 формули винаходу.
Відповідно до цього електричний струм за допомогою блока введення енергії в точці підключення до мережі вводиться в трифазну мережу. Далі, реєструється асиметрія мережі електроживлення, що може бути зроблено, зокрема, за допомогою реєстрації компоненти системи зворотної послідовності. Як реакція на це в мережу електроживлення вводиться асиметрична складова струму, щоб тим самим щонайменше частково компенсувати зареєстровану асиметрію. При цьому передбачається, що введення цієї асиметричної складової струму здійснюється таким чином, що блок введення енергії в діапазоні так званої системи зворотної послідовності (епуд. педайме 5зедципепсе) поводиться як споживач.
Цілеспрямоване введення асиметричної складової струму, тобто цілеспрямоване асиметричне введення, здійснюється при цьому через відповідне визначення цього споживача. В основі цього рішення лежить ідея, яка полягає в тому, що режим роботи блока введення енергії розуміється як частина мережі електроживлення і враховується в загальному режимі роботи мережі електроживлення.
Переважно, споживач описується як імпеданс 2- і визначається за допомогою наступного рівняння: - е/? ла
Імпеданс 27, таким чином, описується величиною номінального імпедансу 7, фазовим кутом ф регулювання і скалярним регулювальним коефіцієнтом Кк".
Величина номінального імпедансу 7п може бути визначена за допомогою наступного рівняння: у?
Йо --. п
Відповідно до цього вказана величина імпедансу 7п обчислюється з мережної напруги Мо, яка в даному рівнянні входить в квадратичній формі в чисельник, і з введеної уявної (повної) потужності би, яка в даному рівнянні входить в знаменник частки. Суто передбачливо відмічається те, що 7 для кращої наочності тут позначається як величина номінального імпедансу. Фактично величина імпедансу 7 залежить також від регулювального коефіцієнтак і фазового кута ф регулювання.
Через регулювальний коефіцієнт К і фазовий кут ф регулювання, таким чином, може встановлюватися величина негативного імпедансу і, тим самим, задаватися залежно від потреби. Крім того, пропонується задавати фазовий кут регулювання залежно від потреби. Тим самим, не зупиняються на тому, щоб передбачати, наприклад, виключно реактивність, і отже, імпеданс з фазовим кутом регулювання 907" або відповідно -907, при цьому додатково до амплітуди залежно від потреби встановлюється також кут.
Згідно з однією формою виконання, пропонується, що регулювальний коефіцієнт К і фазовий кут Ф- регулювання імпедансу регулюється залежно від щонайменше однієї мережної властивості. Задання або відповідно установка цього імпедансу орієнтується, таким чином, не тільки на поточні стани в мережі електроживлення, яка в основному спрощено також позначається мережею, але також враховує мережні властивості, тобто властивості мережі електроживлення. Рівень напруги в мережі, присутня асиметрія або несправність в мережі є прикладами мережних станів. Відношення реактивного опору до активного опору мережі електроживлення, яке також позначається як відношення Х/К, є прикладом мережної властивості. Ці й інші мережні властивості потрібно розглядати, зокрема, відносно точки підключення до мережі. Тим самим такі мережні властивості є регулярно також залежними від географічного розташування точки підключення до мережі, щонайменше відносно мережі електроживлення, що розглядається.
Тому пропонується, крім розгляду поточних мережних станів, також спільно використовувати мережні властивості.
Зо Переважно, фазовий кут Ф регулювання встановлюється в діапазоні 07-90", причому він встановлюється тим більшим, що більше в точці підключення до мережі відношення реактивного опору до активного опору мережі електроживлення, тобто, що більше відношення
Х/К. При великому відношенні Х/К, наприклад, в діапазоні 10-15, фазовий кут ф регулювання може бути встановлений близьким до 907". Якщо це відношення менше і має, наприклад, значення близько 2, тільки як приклад, то пропонується встановлення в діапазоні 507-607. У доповнення до станів в мережі, таким чином, може спільно враховуватися ця мережна властивість, яка також може бути мережною характеристикою.
Переважно, еквівалентна схема мережі електроживлення для точки введення енергії створюється і використовується як основа для регулювання споживача, зокрема, імпедансу.
Зокрема, фазовий кут фФ регулювання і/або регулювальний коефіцієнт К- встановлюються залежно від одержаної еквівалентної схеми. Така еквівалентна схема, яка повинна відображати, зокрема, відповідні мережні властивості, може створюватися в точці підключення до мережі або відносно точки підключення до мережі однократно або щонайменше рідко. Ця еквівалентна схема, яка відтворює мережні властивості, не підлягає, таким чином, як описані мережні властивості, ніяким змінам або підлягає лише незначним змінам. Щонайменше мережні властивості змінюються принципово рідше або повільніше, ніж мережні стани.
Переважно, асиметрія мережі електроживлення виявляється тим, що реєструється або відповідно визначається мережна компонента системи зворотної послідовності електричної напруги в мережі електроживлення. Таким чином, напруги трьох фаз реєструються і розкладаються за допомогою методу симетричних компонент на систему прямої послідовності і систему зворотної послідовності. Для повноти зазначається, що систему нульової послідовності, яка також включена в теорію методу симетричних компонент, можна на регулярній основі не враховувати. Асиметрія може, таким чином, враховуватися в простій формі через розгляд компоненти системи зворотної послідовності. Крім того, або в доповнення, відповідно до однієї форми виконання, пропонується, що асиметрична складова струму задається або вводиться як компонента системи зворотної послідовності. Таким чином, компонента системи зворотної послідовності використовується не тільки для вимірювання, а також і для конкретного введення енергії або щонайменше задається для введення енергії.
Переважно як блок введення енергії використовується інвертор. Щонайменше блок введення енергії містить такий інвертор і застосовує його також відповідно для введення енергії.
За допомогою такого блока введення енергії забезпечується можливість вводити електричну енергію, вироблену регенеративним чином, в мережу електроживлення з урахуванням мережних вимог. За допомогою такого інвертора струм, що вводиться, в принципі може динамічно встановлюватися будь-яким за величиною, частотою і фазою. Це дозволяє інвертору як блоку введення енергії задавати бажаний режим як споживач або відповідно імпеданс як властивість.
Переважно, запропонований спосіб також включає в себе перевірку чи присутнє асиметричне мережне порушення в мережі електроживлення. Асиметричне введення енергії, як воно описане в щонайменше одній з вищезазначених форм виконання, пропонується при цьому для того випадку, коли асиметричне мережне порушення не було зареєстроване. Блок введення енергії повинен тоді поводитися як споживач, зокрема, імпеданс, якщо нема ніякого асиметричного мережного порушення. Ці описані способи, таким чином, зокрема, передбачені, щоб брати до уваги, зокрема, поліпшувати якість мережі в нормальному режимі роботи електричної мережі електроживлення.
Згідно з однією формою виконання, введення енергії здійснюється в мережу середньої напруги, і для цього фазовий кут Ф регулювання встановлюється на значення в діапазоні 407- 707, зокрема, 507-607. Зокрема, для мереж середньої напруги, доводиться розраховувати на порівняно мале відношення Х/К, яке може знаходитися, наприклад, в діапазоні 2. Таким чином, пропонується встановлювати відповідний імпеданс, який за рахунок згаданого фазового кута регулювання краще узгоджений з властивістю такої мережі середньої напруги, ніж при застосуванні іншого фазового кута регулювання, зокрема, більшого фазового кута регулювання.
Крім того, запропонована вітроенергетична установка для введення електричної енергії, одержаної з енергії вітру, яка виконана з можливістю застосування способу згідно з щонайменше однією з вищеописаних форм виконання. Зокрема, така вітроенергетична установка для введення енергії містить інвертор як блок введення енергії.
За допомогою інвертора або іншого блока введення енергії здійснюється введення компоненти струму системи зворотної послідовності і, тим самим, задається імпеданс системи зворотної послідовності.
Далі винахід пояснюється як приклад детальніше на основі форм виконання з посиланням на прикладені креслення, на яких показано:
Фіг. 1 - вітроенергетична установка 1 в перспективному уявленні.
Фіг. 2а-2с - концепція асиметричного введення струму.
Фіг. 3 - запропонований спосіб введення енергії згідно з однією формою виконання.
На фіг. 1 показана вітроенергетична установка 100 зі щоглою 102 і гондолою 104. На гондолі 104 розміщений ротор 106 з трьома роторними лопатями 108 і обертач 110. Ротор 106 при роботі приводиться вітром в обертальний рух і тим самим приводить в дію генератор в гондолі 104.
З посиланням на фіг. 2а, 25 і 2с пояснюється наступне.
Основна частота напруг (і струмів) представляється векторами в симетричних компонентах:
Ма т ма сов(глії Фу. ) т Ма Мав'"Ма
Мь - гм совіглї в Фу, ) --Мь - Ме"
Ме М сов(злії Фу, ) Мо Ме!" і, як звичайно, перетворюється:
У Мі І и,
ЩІ І дл здл
У --Ї ее, - 3 А ту щи ,дло0/і дл ре оелуй,
Ступінь асиметрії, який використовується як ступінь асиметрії, задається відношенням амплітуди вектора системи зворотної послідовності або відповідно системи нульової послідовності до вектора системи прямої послідовності:
М.Л. або Мо/У.
Пов'язані з мережею інвертори можуть інтерпретуватися за допомогою типових (залежних від часу і від стану) еквівалентів відносно основної частоти і (квазі-) стаціонарних робочих станів. Застосовною для неізольованих робочих станів інвертора опцією є імпедансний еквівалент (фіг. 2а). У зв'язку з векторною групою трансформатора в тестовій системі живлення еквівалент системи нульової послідовності для інвертора, що експлуатується, не є актуальним.
Імпеданс системи прямої послідовності визначається за допомогою стандартного рівня керування потужністю ЕАСсТ5З-архітектури керування інвертором; імпеданс системи зворотної послідовності керується за допомогою додаткового АСІ-керування (фіг. 2с).
Обидва імпеданси компонент систем впливають на фізичний режим одночасно. Вони залежать від фактичних вихідних напруг компонент систем і фактичних амплітуд і з посиланням на струми інвертора, які керуються незалежно один від одного для системи прямої послідовності і системи зворотної послідовності (фіг. 25). Негативні дійсні частини імпедансу показують, що активна потужність вводиться в мережу, а для реактивної потужності це показують відповідно негативні уявні частини. Інтерпретація цього відображення обмежена не розділеними робочими станами інвертора.
Що стосується амплітуди напруг компонент систем, обмін потужністю між інвертором і мережею при нормальних робочих станах абсолютно домінує за допомогою системи прямої послідовності. Тому імпеданс системи прямої послідовності під час нормального робочого стану може інтерпретуватися, як наслідок, за допомогою фактичної загальної потужності інвертора і фактичної вихідної напруги системи прямої послідовності.
Визначений за допомогою незалежних АСІ-умов імпеданс системи зворотної послідовності реалізовується через струми інвертора системи зворотної послідовності залежно від фактичної вихідної напруги системи зворотної послідовності. Це створює функціонально додатковий режим АСІ-режим керування, який тому належить до рівня керування потужністю архітектури застосовуваного керування інвертором (фіг. 2 праворуч). Векторне керування регулює вхідний сигнал для РУУМ-керування, як звичайно.
Абревіатура АСІ, яка є похідною від англійського терміна "Азутітеїгіса! Сиггепі Іпіесііоп" (асиметричне введення струму) означає асиметричне введення струму. Суто передбачливо зазначається, що абревіатура РГАСТ5 означає як в англійській, так і німецькій професійній
Зо термінології, поняття "Гнучка система передачі змінного струму" ("Ріехіріе АС Тгтапзітівзвіоп зЗувівт").
Фіг. 2а, таким чином, ілюструє розділення керування інвертором 2 відповідно до однієї форми виконання за рахунок того, що воно розділяється на керування і введення складової 4 в системі прямої послідовності (англ. роз5ййїме зедцепсе - пряма послідовність) і керування і, тим самим, введення складової б в системі зворотної послідовності (англ. педаїйме 5едиепсе - зворотна послідовність). Таким чином, для системи прямої послідовності здійснюється керування імпедансом 7", дійсна складова якого негативна, який може бути визначений за допомогою параметрів І"У". Відповідно, система зворотної послідовності застосовує імпеданс 7 і, тим самим, електричні параметри У.
Значення цих обох імпедансів 2" і 7" показане на діаграмі на фіг. 25 в комплексній площині.
Фіг 2с ілюструє на принциповій схемі, яка показана частково у вигляді блок-схеми, виконання введення енергії відповідно до однієї форми виконання.
У трифазній мережі 8 електроживлення, фази якої позначені буквами а, Б і с, в місці 10 вимірювань реєструється напруга м() всіх трьох фаз і подається на блок 12 розкладання. Блок 12 розкладання розкладає зареєстрованим таким чином трифазну систему на компоненту системи прямої послідовності напруги у" і компоненту системи зворотної послідовності напруги у. Результат визначається через додатковий обчислювальний блок 14, який визначає необхідні значення, такі як реактивна потужність С), і разом з компонентами системи прямої і зворотної послідовності напруга передається на блок 16 задання введення енергії. Блок 16 задання введення енергії потім визначає складові системи прямої і зворотної послідовності, які підлягають введенню, струму, який підлягає введенню, і визначає для цього, відповідно, а- і д- складову для струму системи прямої послідовності і струму системи зворотної послідовності.
Це також може скорочено вказуватися за допомогою а-, д-, а і дж. У блок 16 задання введення енергії може також передаватися інформація про напругу Мас проміжного контуру.
Обчислювальний блок 14 і, зокрема, блок 16 задання введення енергії, таким чином, утворюють блок 18 керування потужністю.
Значення, одержані з блока 18 керування потужністю, зокрема, в блоці 16 задання введення енергії, передаються в блок 20 векторного керування, який в блоці 22 системи зворотної послідовності або в блоці 24 системи прямої послідовності визначає відповідні вектори для 60 керування відповідною фазою, в яку повинне здійснюватися введення енергії. Блок 22 системи зворотної послідовності і блок 24 системи прямої послідовності також обмінюються інформаціями з блоком 12 розкладання. Блок 26 перетворення перетворює для цього обидва вектори системи прямої і зворотної послідовності струму, що вводиться, в конкретні задання ввідних струмів фаз і видає ці інформації на блоки 28а, 286 або 28сб. Блок 26 визначає для цього окремі струми іагеї, Їжег або ісе відповідно до розрахунку: іагеі--і-агейнні-нагейч-; Іргеі-і-ьгеї-ні-ноювї або істей-і- стеї-ні-нстеї... Вони передаються далі на блоки Зба, 305 і З0с керування діапазоном допусків в блоці 32 інвертора. Блоки Зба, З0Б і ЗОс керування діапазоном допусків потім виконують за допомогою відомого керування діапазоном допусків конкретне керування інверторними мостами інвертора 34 і при цьому можуть враховувати фактичний струм і().
На фіг. З представлена мережа 15 електроживлення як вихідна точка для керування відповідно до однієї форми виконання. Мережа 50 впливає, зокрема, за допомогою вимірювань, на загальне керування, яке показане у вигляді блока 52 мережного керування. Це загальне мережне керування для встановлення імпедансу 7 може задавати значення для регулювального коефіцієнта К або Кдав і фазового кута ф або ф'яв регулювання. Індекс АВ позначає тут нормальний робочий стан мережі 50, тобто робочий стан, в якому немає ніяких мережних порушень. Однак деякі асиметрії можуть також бути присутніми.
На фіг. З також показане, що для регулювального коефіцієнта К або Кумєв встановлюється фіксоване значення, наприклад, значення 2, якщо має місце асиметричне порушення. У цьому випадку для фазового кута ф' або ф'умея регулювання задається абсолютне значення 90". Індекс
ММЗК, який є абревіатурою англомовного терміна "Монаде Медаїме бедиепсе Кеасіапсе" (реактивність зворотної послідовності напруги), позначає тут для випадку порушення, що для системи зворотної послідовності напруги задається реактивність. Для цього випадку асиметричної несправності в мережі, таким чином, застосовується не змінний фазовий кут ф- регулювання, а призначається чисто реактивний опір як споживач.
Блок 54 керування інвертором відповідно керує інвертором 2. Інвертор 2 в цьому випадку відповідає інвертору, показаному на фіг. 2а, і також посилальна позиція 54 для блока 54 керування інвертором застосовується на фіг. 2а. Однак фіг. 2а і фіг. З є схематичними уявленнями, і можуть бути відмінності в деталях.
Керування інвертором 2 за допомогою блока 54 керування інвертором, як показано на фіг. З,
Зо містить різні процеси керування, і в цьому відношенні також можна послатися на керування, обговорене з посиланням на фіг. 2с. Для наочної ілюстрації аспекту задання імпедансу, фіг. З ілюструє в цьому відношенні тільки передачу або дію регулювального коефіцієнта К: і фазового кута ф- регулювання на інвертор 2. Однак керування інвертором не обмежується заданням цих значень.
Пунктирною стрілкою також показана можлива зворотна дія інвертора 2 або відповідно параметрів, що є на виході 56 інвертора на блок 54 керування інвертором і, таким чином, на керування інвертором. У результаті, інвертор 2 видає на свій вихід 56 інвертора підлягаючий введенню в мережу трифазний асиметричний струм і вводить його через представлений як приклад трансформатор 58 в мережу 50 в точці 60 підключення до мережі.

Claims (2)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб введення електричної енергії в електричну трифазну мережу (8), що містить етапи: - введення електричного струму за допомогою блока (2) введення енергії в точці (60) 45 підключення до мережі, - реєстрація асиметрії в мережі (8) електроживлення, зокрема компоненти системи зворотної послідовності в мережі (8) електроживлення, - введення в мережу (8) електроживлення асиметричної складової струму для щонайменше часткової компенсації зареєстрованої асиметрії, причому введення асиметричної складової 50 струму здійснюють таким чином, що блок (2) введення енергії є інвертором і функціонує як споживач в системі (б) зворотної послідовності.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що споживача в системі (б) зворотної послідовності описуюркяк імпеданс 7 івизначають за допомогою наступного співвідношення: Е п К- 55 в якому 2. величина імпедансу, Фо фазовий кут регулювання, і К - скалярний регулювальний коефіцієнт.
3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що регулювальний коефіцієнт К і/або фазовий кут т? регулювання імпедансу регулюють залежно від щонайменше однієї мережної властивості.
4. Спосіб за п. 2 або 3, який відрізняється тим, що фазовий кут ? регулювання встановлюють в діапазоні 0-90", причому його встановлюють тим більшим, чим більше в точці підключення до мережі відношення реактивного опору до активного опору (відношення Х/НА) мережі електроживлення.
5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що створюють еквівалентну схему мережі (8) електроживлення для точки (10) введення енергії і, залежно від створеної еквівалентної схеми, регулюють споживача (б) або відповідно імпеданс, який описує споживача (6), зокрема, фазовий кут ?7 регулювання і/або регулювальний коефіцієнт К встановлюють залежно від одержаної еквівалентної схеми.
б. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що асиметрію реєструють тим, що реєструють компоненту (М. системи зворотної послідовності електричної напруги в мережі (8) електроживлення, і/або що асиметричну складову струму вводять як компоненту системи зворотної послідовності.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що блок (2) введення енергії являє собою або включає в себе інвертор.
8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перевіряють, чи присутнє асиметричне мережне порушення в мережі (8) електроживлення, і причому асиметричне введення потім здійснюють так, що блок (2) введення енергії функціонує як споживач (б), якщо не зареєстровано ніякого асиметричного мережного порушення.
9. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що введення здійснюють в мережу середньої напруги, і для цього фазовий кут ?7 регулювання встановлюють на значення в діапазоні 40-70", зокрема 50-607, і/або що для регулювального коефіцієнта К встановлюють значення в діапазоні від О до 10.
10. Вітроенергетична установка (100) для введення енергії, одержаної з енергії вітру, в електричну мережу (8) електроживлення, виконана з можливістю застосування способу за будь- яким з попередніх пунктів.
11. Вітроенергетична установка (100) за п. 10, яка відрізняється тим, що для введення енергії Зо містить інвертор (2) як блок (2) введення енергії.
12. Інвертор (2) для введення електричної енергії в електричну мережу (8) електроживлення, виконаний з можливістю застосування способу за будь-яким з пп. 1-9 і, зокрема, для експлуатації з вітроенергетичною установкою.
ра 108 104 110 що 108 102
Фіг. 1 2 Еквівалент: «керований імпеданс» НИ щ щи РО щі й щі її ! тов ! зх Фіг. 2а я . я сО-поглинання «т |у» О-тенерація
В . ір- з 2 - Яр т 2 в. - У, 2 при 7 п? - ; І си 8 У 2 7 У . У - /Р'-Ю" я й пи рР'яр ОО 2
Фіг. 25 уки кІютюі и ТИ Що ро т о в о о с ри 0 ж 5 «К Ко т) о г -щ- тет рн шетталаннноневионанантевовататєноваттсьт вин зов. щу Й Му і некулі ззезвегвввоувов ев ДИНИ тини Зба і і 28с і і і і . : ші ї 286 Ві ! івтегтібтер кі 26 я : бтегтіртої ЇВ ої . ші ! істегтістек жістеї іагегт іа гей У іа гоє ий я ! : я що : Іа, 5, стої Іа, 5, сте! -Е : : те ук а, Ь, с 5 і -» а, с --»а,в,с м -зф,Фф 12 4 з М і дае |ідзеє (Я зек | ід зе У" З В ів - ешові і і У У щ В
16 . 14
Фіг. 2с
2 58 ї ра ж І 60 Мережа Ку у
АС. в керування З Є вів: хв І сбпр. 7 Уй " щ при - -- п Ку Ох 510 М О5Ф «90 Град. абс. ережне керування р Асиметричне Нормальний 54 порушення режим «Т0БИЗ- --» УМ5В. -АВ | ка ко куму? Фомек ОО Град. абс.
Фіг. 3
UAA201505764A 2012-11-12 2013-10-17 Вітроенергетична установка і спосіб введення електричної енергії UA115999C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210220582 DE102012220582A1 (de) 2012-11-12 2012-11-12 Windenergieanlage und Verfahren zum Einspeisen elektrischer Energie
PCT/EP2013/071771 WO2014072159A2 (de) 2012-11-12 2013-10-17 Windenergieanlage und verfahren zum einspeisen elektrischer energie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA115999C2 true UA115999C2 (uk) 2018-01-25

Family

ID=49378301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201505764A UA115999C2 (uk) 2012-11-12 2013-10-17 Вітроенергетична установка і спосіб введення електричної енергії

Country Status (22)

Country Link
US (1) US10066603B2 (uk)
EP (1) EP2917989B1 (uk)
JP (1) JP6238998B2 (uk)
KR (1) KR101820218B1 (uk)
CN (1) CN104782013B (uk)
AR (1) AR094451A1 (uk)
AU (1) AU2013343788B2 (uk)
BR (1) BR112015010612A2 (uk)
CA (1) CA2887594C (uk)
CL (1) CL2015001263A1 (uk)
DE (1) DE102012220582A1 (uk)
DK (1) DK2917989T3 (uk)
ES (1) ES2758527T3 (uk)
IN (1) IN2015DN03042A (uk)
MX (1) MX347707B (uk)
NZ (1) NZ707679A (uk)
PT (1) PT2917989T (uk)
RU (1) RU2605446C1 (uk)
TW (1) TWI550992B (uk)
UA (1) UA115999C2 (uk)
WO (1) WO2014072159A2 (uk)
ZA (1) ZA201502263B (uk)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015112155A1 (de) * 2015-07-24 2017-01-26 Wobben Properties Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen einer elektrischen Spannung in einem Versorgungsnetz
DE102016101469A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
US10063174B2 (en) * 2016-08-08 2018-08-28 General Electric Company System and method for controlling a negative sequence current in a wind turbine generator
EP3672078A1 (de) 2018-12-18 2020-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum ansteuern von halbleitern
DE102019106583A1 (de) 2019-03-14 2020-09-17 Sma Solar Technology Ag Verfahren zur dreiphasigen Einspeisung in ein Wechselspannungsnetz und dreiphasiger Wechselrichter
EP3840160A1 (de) 2019-12-16 2021-06-23 Wobben Properties GmbH Verfahren zum steuern einer windenergieanlage
CA3174426A1 (en) 2020-04-02 2021-10-07 Abhineet H. PARCHURE Electrical grid control systems and methods using dynamically mapped effective impedance
CN112270073B (zh) * 2020-10-09 2024-05-10 阳光新能源开发股份有限公司 逆流预警方法、装置及计算机存储介质
US11626736B2 (en) 2020-12-07 2023-04-11 General Electric Company Method for controlling negative-sequence current for grid-forming controls of inverter-based resources

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0471106A1 (de) * 1990-08-16 1992-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Symmetrierung eines Drehstromsystems
RU2105403C1 (ru) 1996-04-09 1998-02-20 Юрий Сергеевич Макаров Устройство компенсации асимметрии напряжения электросети
JP4588623B2 (ja) * 2005-12-16 2010-12-01 関西電力株式会社 電源装置
US7423412B2 (en) 2006-01-31 2008-09-09 General Electric Company Method, apparatus and computer program product for injecting current
DE102006054870A1 (de) 2006-11-20 2008-06-12 Repower Systems Ag Windenergieanlage mit Gegensystemregelung und Betriebsverfahren
WO2008139758A1 (ja) 2007-05-08 2008-11-20 Mitsubishi Electric Corporation 電力品質補償装置
US7999418B2 (en) 2008-12-22 2011-08-16 General Electric Company Electrical system and control method
CN101562332B (zh) 2009-05-27 2012-05-16 天津大学 含逆变型分布式电源配电网自适应电流速断保护方法
CN101702512B (zh) * 2009-11-20 2011-11-09 清华大学 汽轮发电机定子绕组内部故障的负序阻抗方向保护方法
CN101826726A (zh) * 2010-05-13 2010-09-08 余翔 一种三相负荷不平衡限制方法及调压型三相负荷不平衡限制器
DE102010029951A1 (de) * 2010-06-10 2011-12-15 Aloys Wobben Verfahren zum Einspeisen elektrischer Energie in ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz
US8310214B2 (en) * 2010-06-28 2012-11-13 General Electric Company System and method for control of multiphase power converters
WO2012031992A2 (de) * 2010-09-06 2012-03-15 Sma Solar Technology Ag Verfahren zur stabilisierung eines elektrischen versorgungsnetzes
DK2485358T4 (da) * 2011-02-07 2022-01-10 Siemens Gamesa Renewable Energy As System og fremgangsmåde til at dæmpe en elektrisk ubalance af en trefasestrøm ved et fælles koblingspunkt mellem en vindmøllepark og et forsyningsnet
DE102011084910A1 (de) * 2011-10-20 2013-04-25 Wobben Properties Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Einspeisen elektrischen Stroms in ein elektrisches Netz
CN102355000B (zh) * 2011-10-24 2013-10-09 国电南京自动化股份有限公司 网压非对称条件下双馈风电系统的综合控制方法
CN102593852B (zh) 2012-03-26 2013-11-13 浙江特雷斯电子科技有限公司 一种基于分布式并网逆变器的三相负序电压补偿方法
EP2677619A1 (en) * 2012-06-20 2013-12-25 Institute of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan Microgrid power distribution system and power flow asymmetrical fault analysis method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
CL2015001263A1 (es) 2015-10-02
ES2758527T3 (es) 2020-05-05
KR101820218B1 (ko) 2018-01-18
CA2887594C (en) 2017-10-31
WO2014072159A2 (de) 2014-05-15
NZ707679A (en) 2016-03-31
US10066603B2 (en) 2018-09-04
PT2917989T (pt) 2020-01-09
MX347707B (es) 2017-05-09
IN2015DN03042A (uk) 2015-10-02
DE102012220582A1 (de) 2014-07-03
BR112015010612A2 (pt) 2017-07-11
CN104782013B (zh) 2019-04-16
JP2015535674A (ja) 2015-12-14
AU2013343788A1 (en) 2015-05-21
AR094451A1 (es) 2015-08-05
MX2015005845A (es) 2015-12-17
ZA201502263B (en) 2016-04-28
RU2605446C1 (ru) 2016-12-20
DK2917989T3 (da) 2020-01-06
TWI550992B (zh) 2016-09-21
CN104782013A (zh) 2015-07-15
WO2014072159A3 (de) 2014-10-30
JP6238998B2 (ja) 2017-11-29
US20150300320A1 (en) 2015-10-22
KR20150082609A (ko) 2015-07-15
TW201433043A (zh) 2014-08-16
AU2013343788B2 (en) 2016-08-25
CA2887594A1 (en) 2014-05-15
EP2917989B1 (de) 2019-10-16
EP2917989A2 (de) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA115999C2 (uk) Вітроенергетична установка і спосіб введення електричної енергії
Alepuz et al. Control strategies based on symmetrical components for grid-connected converters under voltage dips
US8880228B2 (en) System and method for mitigating an electric unbalance of a three-phase current at a point of common coupling between a wind farm and a power grid
US9252601B2 (en) Method for controlling a power converter in a wind turbine generator
Yu et al. A review of control methods for providing frequency response in VSC-HVDC transmission systems
US20170104334A1 (en) Solar power conversion system and method
Rault et al. Investigation on interactions between AC and DC grids
BR112012031520B1 (pt) método e aparelho para alimentar uma corrente trifásica desequilibrada a um sistema de voltagem de ca trifásica, e, instalação de energia eólica
Castro Gonzalez Modelling of multi-terminal VSC-HVDC links for power flows and dynamic simulations of AC/DC power networks
CN104506046B (zh) 用于生成分布式发电并网变流器测试电压的统一控制方法
CN104506032B (zh) 针对分布式发电并网变流器测试装置输出级的智能启动方法
Singh et al. Modeling of 18-pulse STATCOM for power system applications
Limouchi et al. Active generators power dispatching control in smart grid
Razali et al. Implementation of dq decoupling and feed-forward current controller for grid connected three phase voltage source converter
Ahemad et al. Simulation of d-statcom in power system
Parazdeh et al. Tan-Sun Transformation based Virtual Inductance Control Loop for Unbalanced Power Sharing of Islanded AC Microgrids
Mbaabu et al. Performance analysis of the voltage source converter based high voltage direct current link on small signal stability
Sanchenkov et al. EMT-Simulation of Grid-forming Converter with Voltage Angle Control
de Toledo et al. Frequency domain model of an HVDC link with a line-commutated current-source converter. Part II: varying overlap
He et al. DFIG wind power generation systems during unbalanced network fault: Analysis and operation
Zhang Control and operation of Solid-State Transformer (SST) in distribution network
Duvenhage Proposed mitigation techniques for non-compliance challenges of a grid-connected photovoltaic plant
Gurumurthy et al. Dynamic voltage stability
Mortazavian Modeling, Dynamic Analysis, and Stabilization of Converter-Based Distributed Generation Systems Considering Low-Voltage Ride-Through Requirements, Unbalanced and Weak Grid Conditions, and Load Dynamics
Budhauliya Interaction of inverters with the grid and adaptation as per new EU grid codes