[發明專利]模塊化變流器的切換控制方法、裝置及風電變流器

有效

• 申請號: 201810091325.3
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108347064B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 符松格
• 申請（專利權）人: 北京天誠同創電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 臧靜

本發明公開了一種模塊化變流器的切換控制方法、裝置及風電變流器，用以避免變流器內部環流的產生，提高變流器的轉換效率。所述模塊化變流器的切換控制方法，包括：獲取所述輸入側設備的瞬時功率和所述輸入側設備在預設時長內的平均功率；基于所述平均功率、所述瞬時功率以及預先確定的每個子變流器模塊的額定功率，確定投入使用的子變流器模塊的數量N；在所述變流器包括的多個子變流器模塊中選擇N個子變流器模塊投入使用，并控制斷開所述多個子變流器模塊中除投入使用的子變流器模塊之外的其它子變流器模塊，與所述輸入側設備和/或所述輸出側設備的連接。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種模塊化變流器的切換控制方法、裝置及風電變流器。

背景技術

隨著風力發電領域越來越精細化的追求成本，對風力發電機組的各個部件均提出了降低成本和提高效率的需求。對于風力發電機組中的變流器設備，一方面采用技術工藝的升級優化，降低設備成本；另一方面，通過不斷地提高變流器的轉換效率，提高并網發電量。

基于上述需求，現有技術中提出了模塊化的風電變流器技術，如圖1所示，風力發電機組中的變流器由多個結構相同的子變流器模塊(圖1中示出的模塊1、模塊2、模塊3……模塊N)組成，子變流器模塊可以單獨實現變流器的所有功能，也可以通過并聯來實現變流器容量的遞增。模塊化的風電變流器可以通過切除低功率區間的子變流器模塊，來提高低功率段的并網發電效率。

目前在通過切除低功率區間的子變流器模塊，提高低功率段的并網發電效率時，通常是根據當前處于運行狀態的子變流器模塊個數，每個子變流器模塊的額定功率及總輸出功率，計算當前逆變器的負載率，通過投切運行的子變流器模塊數量，控制當前逆變器的負載率時刻處于最佳負載率區間，提高逆變器系統在不同負載率時的轉換效率，減小能量的損失。

上述方案為了保證在投入與切除子變流器模塊時，逆變器能夠實現高電壓穿越和低電壓穿越能力，切除的子變流器模塊實時處于熱備狀態，僅停止調制，也即在電氣回路上并未完全切除子變流器模塊。此種情況下，當其它處于運行狀態的子變流器模塊進行調制時，脈沖調制產生的共模電壓會經由處于熱備狀態的子變流器模塊中的二極管構成回路，形成環流，環流完全在整個變流器內部流動，并形成熱量損耗，降低了變流器的轉換效率。

發明內容

本發明實施例提供了一種模塊化變流器的切換控制方法、裝置及風電變流器，用以避免變流器內部環流的產生，提高變流器的轉換效率。

第一方面，本發明實施例提供一種模塊化變流器的切換控制方法，用于控制變流器中多個子變流器模塊的投入與切除，變流器連接在輸入側設備與輸出側設備之間，模塊化變流器的切換控制方法包括：

獲取輸入側設備的瞬時功率和輸入側設備在預設時長內的平均功率；

基于平均功率、瞬時功率以及預先確定的每個子變流器模塊的額定功率，確定投入使用的子變流器模塊的數量N；

在變流器包括的多個子變流器模塊中選擇N個子變流器模塊投入使用，并控制斷開多個子變流器模塊中除投入使用的子變流器模塊之外的其它子變流器模塊，與輸入側設備和/或輸出側設備的連接。

在第一方面的一些實施例中，基于平均功率、瞬時功率以及預先確定的每個子變流器模塊的額定功率，確定投入使用的子變流器模塊的數量N，包括：

在確定平均功率和瞬時功率均小于預設功率閾值時，基于預先確定的每個子變流器模塊的額定功率與平均功率，確定投入使用的子變流器模塊的數量N；或者，

在確定平均功率和瞬時功率均小于預設功率閾值時，基于預先確定的每個子變流器模塊的額定功率與瞬時功率，確定投入使用的子變流器模塊的數量N。

在第一方面的一些實施例中，基于平均功率、瞬時功率以及預先確定的每個子變流器模塊的額定功率，確定投入使用的子變流器模塊的數量N，包括：