[發明專利]一種預充電回路以及發電系統

有效

• 申請號: 201310685047.1
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103647442B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 尹進峰;郭銳;阮景峰;蔣中川;劉炳
• 申請（專利權）人: 北京天誠同創電氣有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02J3/38
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王兆賡;李云霞

技術領域

本發明涉及一種預充電回路及使用該預充電回路的發電系統，更具體地說，涉及一種基于充電電容器的預充電回路。

背景技術

目前，在圖1至圖4所示的現有技術中的風力發電系統中，采用背靠背的雙PWM（脈寬調制）變流器作為電能變換器。上述風力發電系統的基本結構均為交直交（AC-DC-AC）的拓撲結構，風力發電機產生的三相交流電通過機側變流模塊整流成直流電，能量存儲在直流母線PN上，然后通過變流器電網側變流模塊進行逆變，將直流母線上的能量轉換成電網可以接收的三相電，從而形成由電機到電網的能量轉換環，實現能量的轉移。

在圖1至圖4中示出的不同拓撲結構的變流器系統中，當變流器啟動運行流程時，需要首先對直流母線PN間的直流電容進行充電。因此，需要具備預充電回路，使在變流器充電到一定電壓值之后，才能夠閉合變流器連接電機側開關和變流器連接電網側開關。

圖5示出了現有技術中的基于電阻的預充電回路的電路圖。如圖5中所示，現有的預充電回路采用充電電阻和預充電開關配合作為預充電回路的主要器件，當變流器并網開關斷開時，閉合預充電開關，從而電網電壓通過充電電阻短路掉變流器并網開關，連接到變流器并網電抗器，再通過變流器電網側模塊整流后對直流母線充電。然而，現有的預充電回路需要使用電阻作為充電介質，往往充電電阻體積較大，同時充電電阻存在發熱損耗。因此，需要一種體積小且不易發熱的預充電電路。

發明內容

本發明在于提供一種使用電容器作為充電介質的預充電回路。由于電容器是儲能器件，不存在損耗，且體積較小，因此可以解決預充電回路體積大且發熱損耗大的問題。

根據本發明實施例的一方面，提供了一種預充電回路，所述預充電回路的兩端分別連接在變流器并網開關的兩端，其特征在于，包括：第一開關、第二開關、電阻器和電容器，其中，第一開關、第二開關和電阻器串聯連接在變流器并網開關的兩端，電阻器在第一開關和第二開關之間，電容器與電阻器并聯連接。

優選地，所述預充電回路還包括用于檢測變流器直流母線電壓的電壓計以及用于根據變流器直流母線電壓控制第一開關、第二開關和變流器并網開關的開閉的控制器。

優選地，當電壓計檢測到變流器直流母線電壓小于預定值時，控制器進行控制以斷開變流器并網開關，并且閉合第一開關和第二開關。

優選地，當電壓計檢測到變流器直流母線電壓等于或大于預定值時，控制器進行控制以斷開第一開關和第二開關，并且閉合變流器并網開關。

優選地，電阻器的阻值對應于電容器的放電時間。

根據本發明實施例的一方面，提供了一種發電系統，該發電系統包括所述預充電回路。

優選地，所述發電系統是風力發電系統。

附圖說明

通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其它目的、特點和優點將會變得更加清楚，其中：

圖1示出現有的雙饋風力發電系統（無直流母線中點）；

圖2示出現有的雙饋風力發電系統（直流母線中點接地）；

圖3示出現有的直驅風力發電系統（無直流母線中點）；

圖4示出現有的直驅風力發電系統（直流母線中點接地）；

圖5示出現有的基于電阻的預充電回路的電路圖；

圖6示出根據本發明示例性實施例的基于電容器的預充電回路的電路圖；

圖7示出根據本發明示例性實施例的預充電回路充電過程的波形圖；

圖8示出根據本發明示例性實施例的預充電回路充電過程的另一波形圖。

具體實施方式

現將詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標號指示相同的部件。以下將通過參照附圖來說明所述實施例，以便解釋本發明。然而應理解，所描述的實施例只是本發明的一部分，而不是全部的實施例。示出的具體實施例不將本發明構思限制為特定的公開形式，而是包括本發明構思的精神和技術范圍中的各種修改、等同或者替代物。

圖6示出根據本發明示例性實施例的基于電容器的預充電回路的電路圖。

參照圖6，預充電回路在變壓器的三相輸出線的每根輸出線上的變流器并網開關的兩端。以預充電回路1為例，在預充電回路1中，第一開關S11、第二開關S12和電容器C1串聯連接在變流器并網開關S1的兩端，電容器C1在第一開關S11和第二開關S12之間，并且電容器C1與電阻器R1并聯。