[實(shí)用新型]大功率直驅(qū)風(fēng)電變流器低電壓穿越電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020569904.3
• 申請(qǐng)日: 2010-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN201846092U
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱琴華;張波濤;周峰;袁麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大全凱帆電器股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/36
• 代理公司: 鎮(zhèn)江京科專利商標(biāo)代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，涉及一種大功率直驅(qū)風(fēng)電變流器低電壓穿越電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的變流器通常包括包括有連接在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間的機(jī)側(cè)整流電路和網(wǎng)側(cè)逆變電路；機(jī)側(cè)整流電路和網(wǎng)側(cè)逆變電路均由IGBT功率單元構(gòu)成，機(jī)側(cè)整流電路的IGBT功率單元與網(wǎng)側(cè)逆變電路IGBT功率單元之間的一對(duì)連接接點(diǎn)之間連接有儲(chǔ)能電容。

風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的低電壓穿越（LVRT），是指在風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落的時(shí)候，風(fēng)機(jī)能夠保持并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常，從而“穿越”這個(gè)低電壓時(shí)間(區(qū)域)。是對(duì)并網(wǎng)風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)出現(xiàn)電壓跌落時(shí)仍保持并網(wǎng)的一種特定的運(yùn)行功能要求。電壓跌落是電網(wǎng)常見的故障故障，有單相、兩相對(duì)地故障，相間故障和三相故障等類型，電壓跌落的深度不等，持續(xù)時(shí)間是0.5?個(gè)基波時(shí)間到數(shù)秒的時(shí)間。如果不同時(shí)間的電網(wǎng)跌落都需要停機(jī)，會(huì)引起太多的停機(jī)，則會(huì)大大影響整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定；因此就提出了低壓穿越的要求，只有當(dāng)電網(wǎng)跌落的深度與持續(xù)的時(shí)間超過規(guī)定的曲線，才需要進(jìn)行停機(jī)。

目前的風(fēng)電設(shè)備通常采用以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)低電壓穿越：

1、不改變現(xiàn)有變流器的電路結(jié)構(gòu)，只需要設(shè)計(jì)時(shí)考慮增加功率器件的電壓、電流等級(jí)和電容容量。但是此方案僅適用于電壓跌落不深的情況，此方案同時(shí)也會(huì)大大增加元?dú)饧牟少彸杀尽?/p>

2、在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)增三相增加crowbar電路，為轉(zhuǎn)子側(cè)電路提供旁路，在檢測(cè)到電網(wǎng)系統(tǒng)故障出現(xiàn)電壓跌落時(shí)，閉鎖發(fā)電機(jī)勵(lì)磁變流器，同時(shí)投入轉(zhuǎn)子回路的旁路（釋能電阻）保護(hù)裝置,達(dá)到限制通過勵(lì)磁變流器的電流和轉(zhuǎn)子繞組過電壓的作用，以此來維持發(fā)電機(jī)不脫網(wǎng)運(yùn)行。此方案在發(fā)電機(jī)側(cè)增加卸荷負(fù)載，卸荷負(fù)載與發(fā)電機(jī)相連，需要對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，同時(shí)使用元器件較多，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)成本低的大功率直驅(qū)風(fēng)電變流器低電壓穿越電路。

本實(shí)用新型的大功率直驅(qū)風(fēng)電變流器低電壓穿越電路包括有連接在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間的機(jī)側(cè)整流電路和網(wǎng)側(cè)逆變電路；機(jī)側(cè)整流電路和網(wǎng)側(cè)逆變電路均由IGBT功率單元構(gòu)成，機(jī)側(cè)整流電路的IGBT功率單元與網(wǎng)側(cè)逆變電路IGBT功率單元之間的一對(duì)連接接點(diǎn)之間連接有儲(chǔ)能電容；在儲(chǔ)能電容側(cè)并聯(lián)有一個(gè)由IGBT管和卸荷電阻串聯(lián)而成的crowbar電路。

本實(shí)用新型使用過程中，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，CROWBAR電路不起作用，當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，由于發(fā)電機(jī)還在發(fā)電過程中，因此直流側(cè)的輸入功率大于直流側(cè)的輸出功率，導(dǎo)致直流側(cè)的電壓會(huì)迅速上升，可能會(huì)損壞儲(chǔ)能電容，造成變流器的損壞，而此時(shí)由于CROWBAR電路中的卸荷電阻投用，消耗直流側(cè)多余的能量，不會(huì)導(dǎo)致直流母排電壓的升高，也不會(huì)導(dǎo)致電容的損壞。當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時(shí)，可以快速的切斷卸荷電阻，投用逆變功率單元。該方案使用元器件少、無需對(duì)發(fā)電風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，因而成本較低；此外，由于CROWBAR電路可以使用與功率單元相同的IGBT元件，因此可以減少備件各類和數(shù)量，盡進(jìn)一步降低了維護(hù)成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖所示，該電路包括有連接在發(fā)電機(jī)5和電網(wǎng)6之間的機(jī)側(cè)整流電路1和網(wǎng)側(cè)逆變電路2；機(jī)側(cè)整流電路和網(wǎng)側(cè)逆變電路均由IGBT功率單元構(gòu)成，機(jī)側(cè)整流電路的IGBT功率單元與網(wǎng)側(cè)逆變電路IGBT功率單元之間的一對(duì)連接接點(diǎn)之間連接有儲(chǔ)能電容3；在儲(chǔ)能電容側(cè)并聯(lián)有一個(gè)由IGBT管和卸荷電阻串聯(lián)而成的crowbar電路4。