[發明專利]風電變流器的IGBT組合方案的評估方法及裝置

有效

• 申請號: 201711423409.4
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108875994B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 楊志千;姜曉昌
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 曾世驍;郭鴻禧

本發明提供了一種風電變流器的IGBT組合方案的評估方法及裝置。所述方法包括：針對多個IGBT組合方案，基于風力發電機的與風速相應的輸出功率、指示預定時間段內各風速存在的時長的風頻時間、和每個IGBT組合方案的與風速的轉換效率，計算每個IGBT組合方案在所述預定時間段內的總發電量；將每個IGBT組合方案在所述預定時間段的總發電量進行比較；基于比較結果，將所述多個IGBT組合方案之中的總發電量最高的IGBT組合方案確定為最優IGBT組合方案。根據所述方法和裝置，可將風力發電機組在全功率段總發電效率、總發電量達到最優的IGBT組合方案選為最優的IGBT組合方案。

技術領域

本發明總體涉及風電設備領域，更具體地將，涉及一種從風電變流器的多個IGBT組合方案中選擇最優方案的方法和裝置。

背景技術

隨著當前市場對風力發電機組的發電量要求越來越高，通過風力發電機組的精細化設計、定制化設計，最大限度的挖掘風力發電機組的發電能力已經成為行業發展的趨勢。風電變流器作為風力發電機組傳動鏈上的重要環節，當前粗放式的風電變流器的IGBT(insulated gate bipolar transistor)組合以及選型設計無法最大限度發揮風力發電機組的發電能力。

IGBT是絕緣柵雙極型晶體管，IGBT是風電變流器中實現能量變換的核心器件，通過導通與關斷實現交流電與直流電的電能轉換。IGBT廠家可提供滿足風力發電機組的設計容量的多種IGBT組合方案，并提供各IGBT組合方案隨風力發電機的輸出功率變化的關系。不同的IGBT組合方案在晶體管的數量上具有區別，不同的IGBT組合方案具有不同的轉換效率，因此，需要選擇轉換效率最優的IGBT組合方案。

當前風力發電機組進行風電變流器IGBT組合并進行選型的方法為：在風力發電機組達到額定功率的前提下，從風電變流器的IGBT組合方案中選擇轉換效率滿足整機設計規定的要求值的IGBT組合方案。例如，容量為W的風力發電機組，由A、B、C三種風電變流器IGBT組合方案，根據設計要求，如果方案A和方案B的轉換效率在機組示出功率Pw下可達到要求值K，則方案A和方案B滿足設計要求。接下來進行方案的可行性及經濟性評估，如果方案A的綜合評估結果優于方案B，則會按照方案A對風電變流器IGBT進行組合和選型。

然而，上述方法是在輸出額定功率時選擇發電效率最高、發電量最優的方案，但風力發電機組在實際運行時并非隨時處于額定功率狀態，只選擇在輸出額定功率時轉換效率最高的變流器的IGBT組合可能造成風力發電機組在全功率段的綜合發電效率、總發電量無法達到最優，導致風力發電機組無法實現最大的發電能力，影響經濟效益。例如，在上述示例中在額定狀態下方案A的轉換效率大于方案B，但在非額定功率段范圍內，方案B的轉換效率高于方案A，從風力發電機組在全功率段的發電量和發電效率來考慮，方案B的發電效率和發電量極有可能優于方案A。因此，根據上述方法選擇的IGBT組合方案僅在額定功率下轉換效率最優，但不一定在全功率段下的轉換效率最優，因此，在實際操作過程中，根據上述方法不一定能選擇最優的風電變流器的IGBT組合方案。

因此，需要一種能夠選擇出風力發電機組在全功率段實現綜合發電效率、總發電量最優的風電變流器的IGBT組合。

發明內容

本發明的實施例在于提供一種風電變流器的IGBT組合方案的評估方法及裝置，根據本發明的實施例的方法和裝置可以解決現有技術中的選擇在輸出額定功率時轉換效率最高的IGBT組合可能造成風力發電機組在全功率段的綜合發電效率、總發電量無法達到最優的缺陷。

根據本發明的實施例的一方面，提供了一種風電變流器的IGBT組合方案的評估方法，所述方法包括：針對多個IGBT組合方案，基于風力發電機的與風速相應的輸出功率、用于指示預定時間段內各風速存在的時長的風頻時間、和每個IGBT組合方案的與風速相應的轉換效率，計算每個IGBT組合方案在所述預定時間段內的總發電量；將每個IGBT組合方案在所述預定時間段的總發電量進行比較；基于比較結果，將所述多個IGBT組合方案之中的在所述預定時間段內總發電量最高的IGBT組合方案確定為最優IGBT組合方案。