[發明專利]風電變流器裝置

在審

• 申請號: 201911008419.0
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN112701717A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 王長永;陸巖松
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M5/40;H02M5/458
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 劉瀟;鄭特強

一種風電變流器裝置，包含：多個網側變流器、多個機側變流器以及直流母線模塊。網側變流器設置于風電系統的塔下，且各包含電性耦接于電網的網側輸出端口與第一及一第二直流輸入端口，且任意兩個相鄰的網側變流器分別包含的第二與第一直流輸入端口相串聯。機側變流器設置于風電系統的塔上，且各包含電性耦接于發電機裝置的機側輸入端口與第一及第二直流輸出端口，且任意兩個相鄰的機側變流器分別包含的第二及第一直流輸出端口相串聯。直流母線模塊包含多個直流母線，電性耦接于網側變流器及機側變流器間。其中多個直流母線包含正、負直流母線及至少一中間直流母線，其中中間直流母線導體的橫截面面積小于正或負直流母線導體的橫截面面積的30％。

技術領域

本發明涉及一種電力技術，且特別涉及一種風電變流器裝置。

背景技術

隨著可再生能源的不斷發展，風電變流器作為風力發電裝置的核心部分，也不斷作為技術人員改進的重點。在電驅動變頻器和發電用變流器的領域，可能會根據系統容量的增加而使用多個變流器。然而，使用多個變流器常需多個長距離的直流母線進行電壓的傳輸，如在直流傳輸能量部分的成本無法下降，將無法提升整體變流器的效能。另外，當電機和發電機距離較遠，亦即，發電機側的變流器與電機側的變流器較遠的情況下，也會使用多個變流器常需多個長距離的直流母線進行電壓的傳輸，如在直流傳輸能量部分的成本無法下降，將無法提升整體變流器的效能。再者，由于風力發電裝置的使用壽命通常設計為較久，例如二十年，因此若無法提升風力發電的裝置內的每一變流器的可靠性，將使得風力發電裝置可能常故障而需經常停機進行維修，導致無法降低發電生產成本。另外風力發電裝置在使用多個變流器的情況下，若有任一變流器發生故障，則可能導致風力發電裝置的發電量不足，使得風力發電裝置的穩定性不佳。

因此，如何設計一個新的風電變流器裝置，以解決上述的問題，乃為此一業界亟待解決的問題。

發明內容

因此，本發明的一方面是在于提供一種風電變流器裝置，包含：多個網側變流器、多個機側變流器以及直流母線模塊。網側變流器設置于風電系統的塔下，且各包含電性耦接于電網的多個網側輸出端口、第一直流輸入端口以及第二直流輸入端口，且任意兩個相鄰的網側變流器其中一者的第二直流輸入端口與另一者的第一直流輸入端口相串聯。機側變流器設置于風電系統的塔上，且各包含電性耦接于發電機裝置的機側輸入端口、第一直流輸出端口以及第二直流輸出端口，且任意兩個相鄰的機側變流器其中一者的第二直流輸出端口與另一者的第一直流輸出端口相串聯。直流母線模塊包含多個直流母線，電性耦接于網側變流器及機側變流器之間。其中多個該直流母線包含正直流母線、負直流母線及介于正直流母線和負直流母線之間的至少一中間直流母線，其中至少一中間直流母線導體的橫截面面積小于正直流母線導體或負直流母線導體的橫截面面積的30％。

可選地，所述網側變流器和所述機側變流器的個數均為n，n≥2；其中第1網側變流器的第一直流輸入端口與第1機側變流器的第一直流輸出端口之間通過正直流母線電性耦接；第n網側變流器的第二直流輸入端口與第n機側變流器的該第二直流輸出端口之間通過負直流母線電性耦接；以及第n-1網側變流器的第二直流輸入端口與第n-1機側變流器的第二直流輸出端口之間均通過中間直流母線電性耦接。

可選地，所述網側變流器的個數為n以及所述機側變流器的個數為2n，且所述網側變流器還包含第一直流中點，其中n≥1；第1網側變流器的第一直流輸入端與第1機側變流器的第一直流輸出端之間通過正直流母線電性耦接；第n網側變流器的第二直流輸入端口與第2n機側變流器的第二直流輸出端口之間通過負直流母線電性耦接；以及第n網側變流器的第一直流中點與第2n機側變流器的第一直流輸出端口之間，第n-1網側變流器的第二直流輸入端口與第2n-1機側變流器的第一直流輸出端口之間通過中間直流母線電性耦接。