[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: 201810091331.9
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN110098633B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 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: 賀琳

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，用以避免變流器切換暫態過程中產生的電流沖擊。所述模塊化變流器的切換控制方法，包括：獲取所述變流器的輸出電壓矢量和輸出電流矢量；接收運行狀態切換指令；根據所述輸出電壓矢量、所述輸出電流矢量、所述變流器切換運行狀態后投入使用的子變流器模塊數量、以及預先獲取的當前投入使用的子變流器模塊數量，確定所述變流器的逆變橋臂輸出的預設電壓矢量的電壓值和相位；根據所述逆變橋臂輸出的預設電壓矢量的電壓值和相位，向投入使用的子變流器模塊下發控制信號。

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不同容量的變流器。

目前在通過調節并聯的子變流器模塊的數量來調節變流器的容量時，一種方式是通過接通或斷開子變流器模塊所在支路的接觸器，控制子變流器模塊的投入與切除，進而調節變流器中并聯的子變流器模塊的數量。此種方式雖然可以避免變流器中產生電路環流，但是在接觸器動作時，由于子變流器模塊的投入與切除，造成單個子變流器模塊的實際電流突然改變，使得變流器輸出的電壓矢量偏離正常的電壓矢量，從而引發電流的沖擊，嚴重時候會造成變流器的故障停機。

具體來說，如圖2所示，矢量201為網側電壓矢量，矢量202為濾波電感的電壓矢量，矢量203為逆變橋臂的輸出電壓矢量，矢量204為濾波電感的電流矢量。濾波電感的電流矢量204與網側電壓矢量201同相位，此時功率因數為1，以此為例進行分析(濾波電容的阻抗較大，忽略其對電網電壓的影響)。逆變橋臂的輸出電壓矢量203等于網側電壓矢量201與濾波電感的電壓矢量202的矢量和，系統保持穩定狀態運行。

以初始子變流器模塊A運行，增加一個子變流器模塊B投入使用為例，初始時主控制器控制子變流器模塊A輸出側的電壓和電流，如圖3所示，當由一個子變流器模塊A運行的狀態，切換到子變流器模塊A和子變流器模塊B同時運行的狀態時，如果主控制器下發的脈沖不作調整，則在切換的暫態過程中，逆變橋臂的輸出電壓矢量203不發生變化，但由于子變流器模塊A和子變流器模塊B平分輸出電流，子變流器模塊A的輸出電流降為切換前的一半，由U＝jwLI可知，濾波電感的電壓矢量202也變為切換前的一半，形成了新的濾波電感的電壓矢量205，濾波電感的電壓矢量205與網側電壓矢量201合成新的逆變橋臂的輸出電壓矢量206，逆變橋臂的輸出電壓矢量206與逆變橋臂的輸出電壓矢量203不一致，從而導致了逆變器輸出側的過電流沖擊。

綜上所述，現有技術中通過接通或斷開子變流器模塊所在支路的接觸器，控制子變流器模塊的投入與切除，進而調節變流器中并聯的子變流器模塊的數量時，由于子變流器模塊的投入與切除，在切換的暫態過程中，會造成單個子變流器模塊的實際電流突然減小，使得變流器輸出的電壓矢量偏離正常的電壓矢量，從而引發電流的沖擊，嚴重時候會造成變流器的故障停機。

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，用以避免變流器切換暫態過程中產生的電流沖擊。

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，模塊化變流器的切換控制方法包括：

獲取變流器的輸出電壓矢量和輸出電流矢量；

接收運行狀態切換指令，運行狀態切換指令中包括變流器切換運行狀態后投入使用的子變流器模塊數量；