[發明專利]一種風電變流器及其低溫啟動方法

有效

• 申請號: 201911337927.3
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110994969B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 盧鋼;石順風;程攀;江日臻;蔣侃
• 申請（專利權）人: 浙江日風電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H05K7/20;H02J3/38;H02M7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田媛媛

本申請公開了一種風電變流器及其低溫啟動方法，風電變流器包括網側IGBT、控制系統、控制電路、加熱裝置、驅動電路，控制系統：用于在上電后實時獲取風電變流器機柜內部的第一溫度，在第一溫度處于正常啟動溫度與生存溫度之間時控制加熱裝置給PCB進行加熱，在PCB溫度達到預設溫度后使網側IGBT進入線性放大區，且控制網側變流器空載運行，并在風電變流器機柜內部的溫度達到正常啟動溫度時使網側IGBT進入開關模式，且控制風電變流器正常啟動。本申請公開的上述技術方案，借助風電變流器內部元器件來提高機柜內溫度并實現低溫環境下啟動，以降低風電變流器的低溫啟動的成本，并加快風電變流器在低溫環境下的啟動速度。

技術領域

本申請涉及風力發電技術領域，更具體地說，涉及一種風電變流器及其低溫啟動方法。

背景技術

隨著新能源發電技術的快速發展，風力發電技術得到了廣泛應用。風電變流器作為風電機組的核心部件之一，在風力發電系統中占有非常重要的地位。

當風電變流器所處環境溫度比較低時，變流器內數量眾多的電子元器件則無法正常。例如：當風電變流器處在冬季嚴寒但風力資源豐富的內蒙、東北與西北等地區時(這些地區的冬季大概可持續4-6個月，最低氣溫可達-40℃)，風電變流器內部的芯片在低溫下無法工作、電解電容在低溫下容值大幅下降、電阻產生溫漂偏移等，從而使得變流器無法在低溫環境下正常工作。

目前，常采用的做法是在風電變流器中配置加熱裝置和機柜保溫材料，并協調風扇、水冷等散熱系統進行綜合的機柜溫度管控，其通過機柜內氣溫的提升或冷卻回路中水溫的提升來對機柜內元器件進行加熱，以使得風電變流器在低溫環境下能夠正常啟動與運行，但是，由于需要增加額外的加熱裝置和機柜保溫材料，因此，成本比較高，另外，由于上述方式是通過加熱裝置進行全局加熱，所經過的熱環節比較多，一些沒有必要且熱容比較大的元器件吸熱比較嚴重，而關鍵元器件的加熱速度過于緩慢，因此，需要提高加熱裝置的功率來進行加熱，并會導致風電變流器啟動緩慢，進而造成風力發電系統成本升高、發電量下降。

綜上所述，如何降低風電變流器在低溫環境下的啟動成本，并加快風電變流器在低溫環境下的啟動速度，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的是提供一種風電變流器及其低溫啟動方法，用于降低風電變流器在低溫環境下的啟動成本，并加快風電變流器在低溫環境下的啟動速度。

為了實現上述目的，本申請提供如下技術方案：

一種風電變流器，包括網側IGBT、控制系統、控制電路、設置在所述控制電路中的PCB上的加熱裝置、與所述網側IGBT相連的驅動電路，其中：

所述控制系統，用于在上電后實時獲取風電變流器機柜內部的第一溫度，在所述第一溫度處于正常啟動溫度與生存溫度之間時控制所述加熱裝置給所述PCB進行加熱，在所述PCB的溫度達到預設溫度后控制所述加熱裝置停止給所述PCB的加熱并控制所述驅動電路進入低溫模式且控制網側變流器空載運行，在所述風電變流器機柜內部的溫度達到所述正常啟動溫度時控制所述驅動電路進入正常模式且使所述風電變流器進行啟動；

所述驅動電路，用于在進入所述低溫模式時使所述網側IGBT進入線性放大區，并在進入所述正常模式時使所述網側IGBT進入開關模式。

優選的，還包括：

設置在所述風電變流器機柜內的散熱器上的風扇；

相應地，所述控制系統還用于在所述網側IGBT進入線性放大區且所述網側變流器空載運行時，控制所述風扇進行啟動。

優選的，所述控制系統還用于在所述風電變流器機柜內部的溫度達到所述正常啟動溫度時控制所述網側變流器停機。

優選的，還包括：

設置在所述加熱裝置與所述PCB之間的導熱層。