[發(fā)明專利]變流器的直流母線過壓保護方法及相應(yīng)控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911235719.2
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN112928742B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔安斌;郭銳;武立國
• 申請（專利權(quán)）人: 金風(fēng)科技股份有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 徐璐璐;王兆賡

提供了一種變流器的直流母線過壓保護方法及相應(yīng)控制器。所述方法包括：根據(jù)變流器的網(wǎng)側(cè)有功功率和直流母線的電壓，判斷變流器的直流母線過壓保護裝置是否存在異常；當(dāng)判定直流母線過壓保護裝置存在異常時，向經(jīng)由變流器接入到電網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)送限功率運行請求；當(dāng)判定直流母線過壓保護裝置不存在異常時，實時采集直流母線的電壓值，并當(dāng)直流母線的電壓值大于預(yù)設(shè)閾值時，控制直流母線過壓保護裝置中的開關(guān)模塊按對應(yīng)的占空比導(dǎo)通，以由直流母線過壓保護裝置中的卸荷裝置在所述開關(guān)模塊導(dǎo)通時釋放直流母線上的能量，其中，當(dāng)直流母線的電壓值大于所述預(yù)設(shè)閾值時，直流母線的電壓值越大，對應(yīng)的占空比越大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體說來涉及變流器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種變流器的直流母線過壓保護方法及相應(yīng)控制器。

背景技術(shù)

風(fēng)電變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)側(cè)逆變器、機側(cè)整流器和直流母線，當(dāng)機側(cè)整流器的運行功率大于網(wǎng)側(cè)逆變器的運行功率時，直流母線的電壓就會升高。當(dāng)直流母線的電壓值高于保護閾值時即出現(xiàn)直流母線過壓情況，當(dāng)直流母線的電壓值高于相關(guān)硬件(例如，直流支撐電容、網(wǎng)側(cè)逆變器和機側(cè)整流器中的功率模塊(例如，IGBT模塊))所允許的最大電壓值時，相關(guān)器件就會過壓受到損壞。

現(xiàn)有的針對直流母線過壓情況的保護措施主要有：當(dāng)直流母線的電壓值高于保護閾值時，控制機側(cè)斷路器斷開，以切斷機側(cè)與直流母線的硬件連接；并使用chopper裝置(卸荷電路)將直流母線上網(wǎng)側(cè)不能消納的功率消耗掉，或使用直流儲能裝置，將直流母線上多余的能量儲存起來。但現(xiàn)有的保護措施仍存在直流母線過壓時不能有效地保護變流器中的相關(guān)器件的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例性實施例在于提供一種變流器的直流母線過壓保護方法及相應(yīng)控制器，其能夠有效保證在變流器運行期間，當(dāng)直流母線過壓時不會對變流器中的相關(guān)器件造成損壞。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供一種變流器的直流母線過壓保護方法，所述方法包括：根據(jù)變流器的網(wǎng)側(cè)有功功率和直流母線的電壓，判斷變流器的直流母線過壓保護裝置是否存在異常；當(dāng)判定直流母線過壓保護裝置存在異常時，向經(jīng)由變流器接入到電網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)送限功率運行請求；當(dāng)判定直流母線過壓保護裝置不存在異常時，實時采集直流母線的電壓值，并當(dāng)直流母線的電壓值大于預(yù)設(shè)閾值時，控制直流母線過壓保護裝置中的開關(guān)模塊按對應(yīng)的占空比導(dǎo)通，以由直流母線過壓保護裝置中的卸荷裝置在所述開關(guān)模塊導(dǎo)通時釋放直流母線上的能量，其中，當(dāng)直流母線的電壓值大于所述預(yù)設(shè)閾值時，直流母線的電壓值越大，對應(yīng)的占空比越大。

可選地，所述卸荷裝置為卸荷電阻，其中，根據(jù)變流器的網(wǎng)側(cè)有功功率和直流母線的電壓來判斷變流器的直流母線過壓保護裝置是否存在異常的步驟包括：控制所述開關(guān)模塊按預(yù)設(shè)占空比導(dǎo)通，并獲取變流器的網(wǎng)側(cè)有功功率值和直流母線的電壓值；基于獲取的網(wǎng)側(cè)有功功率值和直流母線的電壓值，確定卸荷電阻的阻值；當(dāng)確定的阻值屬于預(yù)設(shè)范圍時，確定直流母線過壓保護裝置不存在異常；當(dāng)確定的阻值不屬于預(yù)設(shè)范圍時，確定直流母線過壓保護裝置存在異常。

可選地，根據(jù)變流器的網(wǎng)側(cè)有功功率和直流母線的電壓來判斷變流器的直流母線過壓保護裝置是否存在異常的步驟包括：在變流器的網(wǎng)側(cè)斷路器合閘之后且開始對變流器的網(wǎng)側(cè)逆變器進行控制之前的時間段內(nèi)，根據(jù)變流器的網(wǎng)側(cè)有功功率和直流母線的電壓來判斷變流器的直流母線過壓保護裝置是否存在異常；和/或，在開始對變流器的網(wǎng)側(cè)逆變器進行控制之后，周期性地根據(jù)變流器的網(wǎng)側(cè)有功功率和直流母線的電壓來判斷變流器的直流母線過壓保護裝置是否存在異常。

可選地，當(dāng)在變流器的網(wǎng)側(cè)斷路器合閘之后且開始對變流器的網(wǎng)側(cè)逆變器進行控制之前的時間段內(nèi)，判斷變流器的直流母線過壓保護裝置是否存在異常時，基于獲取的網(wǎng)側(cè)有功功率值和直流母線的電壓值來確定卸荷電阻的阻值的步驟包括：將獲取的直流母線的電壓值的平方除以卸荷電阻的卸荷功率值所得到的值，作為卸荷電阻的阻值，其中，所述卸荷功率值為獲取的網(wǎng)側(cè)有功功率值；或者，所述卸荷功率值為獲取的網(wǎng)側(cè)有功功率值與直流母線過壓保護裝置中的直流支撐電容上的放電功率值之和。