[實用新型]風電變流器的預充電裝置及風電變流器

有效

• 申請號: 201420134885.X
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN203747661U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 顧偉峰;敬雙
• 申請（專利權）人: 北京天誠同創電氣有限公司
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44;H02M1/32;H02J3/38
• 代理公司: 北京金律言科知識產權代理事務所(普通合伙) 11461
• 代理人: 逯博

技術領域

本實用新型涉及一種風電變流器的預充電裝置和風電變流器，屬于風力發電領域。

背景技術

如圖1所示，其為現有技術的風力發電系統的變流器(VSR)的電路結構示意圖，如圖1所示，變流器主要涉及機側電路和網側電路，機側電路包括由IGBT模塊構成的機側整流電路01，機側整流電路01經過機側開關連接風力發電機02，網側電路則包括由IGBT模塊構成的網側逆變電路03，網側逆變電路03經過網側濾波電路04和網側開關07連接電網05。在直流母線上通常會采用儲能電容（直流母線電容）06進行直流儲能，儲能電容既可以緩沖網側電路與機側電路的負載間的能量轉換，穩定變流器的直流母線電壓，也可以抑制直流母線諧波電壓。

在實現上述技術方案的過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：在風電變流器中，尤其是對于大功率的風電變流器，例如，在兆瓦（MW）級的風電變流器中，直流母線的電壓達到1000V，如果變流器開始工作時將這種階躍電壓直接加載在直流母線電容06的兩端，將嚴重損害直流母線電容06的壽命，尤其是對于將電解電容作為直流母線電容的情況更為嚴重。

實用新型內容

本實用新型的實施例提供一種風電變流器的預充電裝置，使得通過該預充電裝置能夠對變流器的直流母線電容進行預充電，延長直流母線電容的使用壽命。

為了實現上述目的，本實用新型的實施例提供了一種風電變流器的預充電裝置，包括：網側開關、預充電開關以及預充電電容，所述預充電開關和所述預充電電容串聯連接后，并聯在所述網側開關的兩側。

其中，所述預充電裝置可以具有第一狀態和第二狀態，在進行并網操作時，先進入第一狀態，然后切換至第二狀態；所述第一狀態：所述網側開關斷開，所述預充電開關閉合；所述第二狀態：所述網側開關閉合，所述預充電開關斷開。

進一步地，預充電裝置還可以包括：網側濾波電路和濾波開關；所述第一狀態：所述網側開關斷開，所述濾波開關斷開，所述預充電開關閉合；所述第二狀態：所述網側開關閉合，所述濾波開關閉合，所述預充電開關斷開。

進一步地，預充電裝置還可以包括電壓檢測器，其檢測直流母線電容的電壓，在檢測到所述直流母線電容的電壓達到預定的工作電壓后，觸發所述預充電裝置從所述第一狀態切換到所述第二狀態。

本實用新型的實施例還提供了一種包含上述預充電裝置的風電變流器。

通過本實用新型的實施例的預充電裝置和風電變流器，可以利用并聯在網側開關兩側的預充電開關以及預充電電容所構成的電路對風電變流器的直流母線電容進行預充電，從而保護直流母線電容，延長直流母線電容的使用壽命。此外，由于采用預充電電容作為預充電過程的限流器件，預充電過程減少了電阻元件的參與，使得在預充電過程中基本沒有能量消耗，這樣，既有利于變流器的熱設計，又能節約能源。

附圖說明

圖1為現有技術的風力發電系統的變流器的電路結構示意圖；

圖2為本實用新型的風電變流器電網側的電路結構示意圖。

附圖標號說明

01：機側整流電路；02：發電機；03：網側逆變電路；04：網側濾波電路；05：電網；06：直流母線電容；07：網側開關；08：濾波開關；09：濾波電抗器；10：預充電開關；11：預充電電容。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型實施例進行詳細描述。

如圖2所示，其為本實用新型的風電變流器電網側的電路結構示意圖，其中，本實施例的風電變流器的預充電裝置包括：網側開關07、預充電開關10以及預充電電容11，預充電開關10和預充電電容11串聯連接后，并聯在網側開關07的兩側。具體的并聯方式可以采用如圖2所示的形式，即在每一條線路的網側開關的兩側分別并聯一個預充電開關和一個預充電電容。

通過該電路結構，可以利用并聯在網側開關07兩側的預充電開關10以及預充電電容11所構成的電路對風電變流器的直流母線電容06進行預充電，從而保護直流母線電容06，延長直流母線電容06的使用壽命。此外，由于采用預充電電容11作為預充電過程的限流器件，預充電過程減少了電阻元件的參與，使得在預充電過程中基本沒有能量消耗，這樣，既有利于變流器的熱設計，又能節約能源。