风电变流器主功率拓扑的制作方法

专利2022-11-16  114


本申请涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种风电变流器主功率拓扑。



背景技术:

如图1所示的一种风电变流器主功率拓扑,包括依次串联连接在电网与发电机之间的断路器11、网侧电感12、网侧功率模块13、直流母线电容14、机侧功率模块15和机侧电感16。

随着风电整机功率的提升,变流器单机功率等级也越来越高。目前业内的通用做法是通过增加模块、电感和母线电容数量的方式来提升变流器的功率等级,如图2所示的一种风电变流器主功率拓扑,在该拓扑结构中,直流母线都是短接到一起的。

请参考图3-图4进行理解,变流器每个支路都会有熔丝(图中的17、18所示)进行短路保护,熔丝串联在电感所在支路上,位于电感前端或电感后端。当变流器直流母线发生短路时,故障点的短路能量分别由直流母线电容、电网、发电机提供,其值大小如下所示:其中u表示母线电压,表示网侧熔丝熔断i2t,表示机侧熔丝熔断i2t。当变流器单机功率提升时,并联支路数量增多,假设并联支路数量为n时,如果直流母线短路,则短路能量大小为:

因此,随着并联支路数量的增多,当变流器发生故障时,短路能量的大小成平方关系急速上升,从而给变流器带来极大的安全隐患。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请提供一种风电变流器主功率拓扑,旨在解决当风电变流器发生故障时,短路能量的大小成平方关系急速上升的问题。

根据本申请的一个方面,提供一种风电变流器主功率拓扑,包括设置在电网与发电机之间的n个并联连接的变流器模块,其中n≥2;每一个变流器模块均包括依次连接的网侧电感、网侧功率模块、正负直流母线、机侧功率模块以及机侧电感,所述正负直流母线之间设置有直流母线电容;

n个变流器模块的正负直流母线之间均不相连。

在一种实施方式中,n个变流器模块的机侧电感的输出端连接在一起。

在一种实施方式中,n个变流器模块的网侧电感的输出端连接在一起。

在一种实施方式中,所述风电变流器主功率拓扑还包括断路器;

n个变流器模块的网侧电感的输出端连接在一起之后通过所述断路器与所述电网连接。

在一种实施方式中,所述网侧功率模块和所述机侧功率模块均为pwm变流器。

在一种实施方式中,所述直流母线电容由多个串联和/或并联连接的电容组成。

本申请实施例提供的风电变流器主功率拓扑,通过n个并联连接的变流器模块构成的风电变流器主功率拓扑,其中n个变流器模块的正负直流母线之间均不相连;能够降低风电变流器的短路能量,减少损失。

附图说明

图1为现有的一种风电变流器主功率拓扑示意图;

图2为现有的具有多个并联连接的变流器模块的风电变流器主功率拓扑示意图;

图3为现有的具有熔丝的风电变流器主功率拓扑示意图;

图4为现有的具有熔丝的另一风电变流器主功率拓扑示意图;

图5为本申请实施例提供的风电变流器主功率拓扑示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图5所示,本申请实施例提供一种风电变流器主功率拓扑,包括设置在电网与发电机g之间的n个并联连接的变流器模块,其中n≥2;每一个变流器模块均包括依次连接的网侧电感21、网侧功率模块22、正负直流母线23、机侧功率模块24以及机侧电感25,所述正负直流母线23之间设置有直流母线电容;

其中,n个变流器模块的正负直流母线之间均不相连。

在一种实施方式中,n个变流器模块的机侧电感的输出端连接在一起。

在一种实施方式中,n个变流器模块的网侧电感的输出端连接在一起。

在一种实施方式中,所述风电变流器主功率拓扑还包括断路器26;

n个变流器模块的网侧电感的输出端连接在一起之后通过所述断路器26与所述电网连接。

在一种实施方式中,所述网侧功率模块和所述机侧功率模块均为pwm变流器。

在一种实施方式中,所述直流母线电容由多个串联和/或并联连接的电容组成。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例,并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本申请的权利范围之内。


技术特征:

1.一种风电变流器主功率拓扑,包括设置在电网与发电机之间的n个并联连接的变流器模块,其中n≥2;每一个变流器模块均包括依次连接的网侧电感、网侧功率模块、正负直流母线、机侧功率模块以及机侧电感,所述正负直流母线之间设置有直流母线电容;

其特征在于,n个变流器模块的正负直流母线之间均不相连。

2.根据权利要求1所述的风电变流器主功率拓扑,其特征在于,n个变流器模块的机侧电感的输出端连接在一起。

3.根据权利要求1所述的风电变流器主功率拓扑,其特征在于,n个变流器模块的网侧电感的输出端连接在一起。

4.根据权利要求3所述的风电变流器主功率拓扑,其特征在于,所述风电变流器主功率拓扑还包括断路器;

n个变流器模块的网侧电感的输出端连接在一起之后通过所述断路器与所述电网连接。

5.根据权利要求1所述的风电变流器主功率拓扑,其特征在于,所述网侧功率模块和所述机侧功率模块均为pwm变流器。

6.根据权利要求1所述的风电变流器主功率拓扑,其特征在于,所述直流母线电容由多个串联和/或并联连接的电容组成。

技术总结
本申请公开一种风电变流器主功率拓扑,包括设置在电网与发电机之间的N个并联连接的变流器模块,其中N≥2;每一个变流器模块均包括依次连接的网侧电感、网侧功率模块、正负直流母线、机侧功率模块以及机侧电感,所述正负直流母线之间设置有直流母线电容;N个变流器模块的正负直流母线之间均不相连。本申请通过N个并联连接的变流器模块构成的风电变流器主功率拓扑,其中N个变流器模块的正负直流母线之间均不相连;能够降低风电变流器的短路能量,减少损失。

技术研发人员:姜圳
受保护的技术使用者:深圳市禾望电气股份有限公司
技术研发日:2020.08.07
技术公布日:2021.04.06

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