[發明專利]三相電流型多電平變流器風力發電并網裝置

有效

• 申請號: 201310323648.8
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103401268A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 鮑建宇;鮑衛兵
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/483
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代忠炯

技術領域

本發明涉及一種三相電流型多電平變流器風力發電并網裝置。

背景技術

風力發電安全、清潔、無污染，基本不破壞人類的生活環境，同時緩解諸如傳統能源日益緊缺等問題，風力發電使人類向文明又邁進了一步。風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。中國風能儲量很大、分布面廣，僅陸地上的風能儲量就有約2.53億千瓦。

風力發電并網裝置中設有變流器。變流器是使電源系統的電壓、頻率、相數和其他電量或或特性發生變化的電器設備。變流器中包括逆變器。逆變器包括三相電壓型逆變器和三相電流型逆變器。由于目前的三相電流型逆變器研究成果相比三相電壓型逆變器來說還不夠成熟，因此現有技術的風力發電并網裝置的變流器中的逆變器一般是三相電壓型多電平逆變器。但是將三相電壓型多電平逆變器應用在風力發電并網裝置的變流器中，需要對發電機輸出的電壓進行升壓之后才能輸入到逆變器中，這就需要在風力發電并網裝置中增加一個升壓電路，不僅使得風力發電并網裝置結構較復雜，而且還增加了成本。而且相比三相電流型逆變器來說，三相電壓型逆變器存在動態響應不夠快、回饋制動不方便等缺點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種無需升壓電路，且動態響應快、回饋制動方便的三相電流型多電平變流器風力發電并網裝置。

本發明的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的三相電流型多電平變流器風力發電并網裝置，包括風輪機、永磁同步發電機、LC濾波電路Ⅰ、基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅰ、整流器控制器Ⅰ、LC濾波器Ⅱ、基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅱ、整流器控制器Ⅱ、三相電流型多電平逆變器、逆變器控制器、濾波電路及電網；

所述的風輪機與所述的永磁同步發電機相連接；所述的LC濾波器Ⅰ和LC濾波器Ⅱ均與所述的永磁同步發電機相連接；所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅰ與所述的LC濾波器Ⅰ相連接；所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅱ與所述的LC濾波器Ⅱ相連接；所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅰ和基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅱ均與所述的三相電流型多電平逆變器相連接；所述的三相電流型多電平逆變器與所述的濾波電路相連接；所述的濾波電路與所述的電網相連接；

所述的整流器控制器Ⅰ采樣經所述的LC濾波器Ⅰ濾波之后的交流電流、采樣經所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅰ整流之后的直流電流并且所述的整流器控制器Ⅰ與所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅰ相連接；所述的整流器控制器Ⅱ采樣經所述的LC濾波器Ⅱ濾波之后的交流電流、采樣經所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅱ整流之后的直流電流并且所述的整流器控制器Ⅱ與所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅱ相連接；所述的逆變器控制器采樣所述的濾波電路濾波之后的直流電流、采樣所述的電網的輸出電壓并且與所述的三相電流型多電平逆變器相連接。

所述的三相電流型多電平逆變器包括第一橋臂、第二橋臂及第三橋臂；

所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅰ的輸出端與所述的第一橋臂的a3腳相連接；所述的第一橋臂的a1腳和所述的第二橋臂的b1腳并聯在所述的電網上；所述的第一橋臂的a2腳和所述的第三橋臂的c2腳并聯在所述的電網上；所述的第二橋臂的b2腳和所述的第三橋臂的c1腳并聯在所述的電網上；所述的第二橋臂的b3腳連接在所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅰ的輸入端上；所述的第三橋臂的c3腳連接在所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅱ的輸入端；所述的第三橋臂的c1腳連接在所述的基于電流空間矢量控制的電流型PWM整流器Ⅱ的輸出端。

采用以上結構后，本發明的三相電流型多電平變流器風力發電并網裝置，與現有技術相比，具有以下優點：