[發明專利]基于MMC和雙極式直流傳輸結構的直驅風電變流結構

在審

• 申請號: 201410467096.2
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104242341A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 周細文;呂笑巖;劉景芝;章輝;陳烘民;黃慶利
• 申請（專利權）人: 周細文;江蘇有能新能源有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M5/458
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

1.一種基于MMC和雙極式直流傳輸結構的直驅風電變流結構，包括兩臺直驅風力發電機，即第一、第二直驅風力發電機，其特征在于，兩臺直驅風力發電機之間通過設置一電容形成同軸聯接，即串級使用；

兩臺直驅風力發電機的三相繞組獨立設置且每套三相繞組的輸出端均依次串聯一du/dt濾波器及一整流器，所述第一直驅風力發電機所連接的整流器的正直流輸出端串聯第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網側變流器，所述第二直驅風力發電機所連接的整流器的負直流輸出端串聯第二直流電阻后通過負直流傳輸線接入網側變流器，第一直驅風力發電機所連接的整流器的負直流輸出端與第二直驅風力發電機所連接的整流器的正直流輸出端共同接地；每個整流器正負直流輸出端之間還設有一直流支撐電容；

所述網側變流器為三相交流輸出結構，即網側變流器包括在正、負直流傳輸線之間并聯設置的三組模塊化多電平換流器，每組模塊化多電平換流器由4臺串聯設置的標準功率子模塊組成，沿正、負直流傳輸線位置方向依次為第一至第四標準功率子模塊，其中，第二、第三標準功率子模塊之間還串聯設置有兩個電感，還包括一臺三相濾波電容組，所述三相濾波電容組的輸入端連接每組模塊化多電平換流器中兩個電感之間的中點，其輸出端經并網變壓器后為電網提供三相電壓。

2.根據權利要求1所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結構的直驅風電變流結構，其特征在于，所述風力發電機為單繞組直驅風力發電機且每套三相繞組獨立設置，每套三相繞組的輸出端均依次串聯一du/dt濾波器及一整流器，即每臺單繞組直驅風力發電機連接一臺du/dt濾波器和一臺整流器；

所述第一單繞組直驅風力發電機所連接的整流器的正直流輸出端串聯第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網側變流器，所述第二單繞組直驅風力發電機所連接的整流器的負直流輸出端串聯第二直流電阻后通過負直流傳輸線接入網側變流器，第一直驅風力發電機所連接的整流器的負直流輸出端與第二直驅風力發電機所連接的整流器的正直流輸出端共同接地；每個整流器正負直流輸出端之間還設有一直流支撐電容。

3.根據權利要求1所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結構的直驅風電變流結構，其特征在于，所述風力發電機為雙繞組直驅風力發電機且其每套三相繞組獨立設置，每套三相繞組的輸出端均依次串聯一du/dt濾波器及一整流器，即每臺雙繞組直驅風力發電機連接兩臺du/dt濾波器和兩臺整流器；

所述第一雙繞組直驅風力發電機所連接的兩臺整流器的正直流輸出端共同串聯第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網側變流器，所述第二雙繞組直驅風力發電機所連接的兩臺整流器的負直流輸出端共同串聯第二直流電阻后通過負直流傳輸線接入網側變流器，第一直驅風力發電機所連接的兩臺整流器的負直流輸出端與第二直驅風力發電機所連接的兩臺整流器的正直流輸出端共同接地；每個整流器正負直流輸出端之間還設有一直流支撐電容。

4.根據權利要求1至3中任意一項權利要求所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結構的直驅風電變流結構，其特征在于，所述單個標準功率子模塊為半橋結構，包括2個絕緣柵雙極晶體管和1個直流儲能電容組成，所述第一絕緣柵雙極晶體管的源極接第二絕緣柵雙極晶體管的漏極，直流儲能電容的兩端分別接第一絕緣柵雙極晶體管的漏極和第二絕緣柵雙極晶體管的源極，每個絕緣柵雙極晶體管分別并聯一個二極管且所述二極管的正、負極分別接絕緣柵雙極晶體管的源極和漏極，2個二極管的正極分別作為標準功率子模塊的連接端。

5.根據權利要求4中任意一項權利要求所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結構的直驅風電變流結構，其特征在于，所述直驅風力發電機為電勵磁直驅風力發電機或永磁直驅風力發電機。

6.根據權利要求5中任意一項權利要求所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結構的直驅風電變流結構，其特征在于，所述電感為耦合或非耦合電感。