[發明專利]一種風電變流器控制方法

有效

• 申請號: 202110309923.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113162436B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 鄒建龍;周黨生
• 申請（專利權）人: 深圳市禾望電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M1/14;H02M1/12;H02M7/219;H02M7/483;H02M7/5395
• 代理公司: 廣東君熙律師事務所 44488
• 代理人: 黃仁東

本發明公開了一種風電變流器控制方法，所述風電變流器包括網側變換器、機側變換器、網側控制器及機側控制器，所述網側控制器控制所述網側變換器采用三電平單極性發波；所述機側控制器控制所述機側變換器在第一工作狀態采用雙極性發波，所述機側控制器控制所述機側變換器在第二狀態使用單極性發波；該風電變流器控制方法能夠減小三電平拓撲直流母線電壓紋波，同時保持三電平拓撲網側電流諧波小、機側電壓du/dt和電壓尖峰小的優點，又不會增加變流器成本和體積。

技術領域

本發明涉及風力發電領域，尤其涉及一種風電變流器控制方法。

背景技術

單機容量增大是目前風電機組的發展趨勢之一，隨著風電機組的容量增大，輸入輸出電流越來越大，這導致了電纜成本增加、“扭纜”等問題，為了減小電流，需要提高機組電機、變流器、變壓器的電壓等級，如從目前常用的690V提高到1140V、3300V。對于1140V、3300V電壓等級，風電變流器一般采用三電平拓撲，三電平拓撲可以采用電壓等級更低的IGBT等功率半導體器件，也可以減小輸入輸出電流諧波，減小施加在電機上的電壓du/dt以及電壓尖峰。

目前三電平拓撲一般采用空間矢量調制或載波層疊發波方式，采用這兩種方式時，三電平拓撲由于其固有的特點，網側三電平變換器、機側三電平變換器分別會在母線中點產生3倍于其工作頻率的較大電流，正、負母線電壓紋波相應的也較大，特別是電機工作頻率低、功率因數低時，母線電壓紋波會很大，這會降低母線電容壽命，而且機側變換器導致的3倍頻母線紋波會使網側產生間諧波污染電網、影響網側變換器工作穩定性。

現有技術一般采用增大母線電容容量、或者增加平衡電路的方法來減小母線電壓紋波，但是這些措施會增加變流器的成本、增大變流器的體積。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種風電變流器控制方法，該風電變流器控制方法能夠減小三電平拓撲直流母線電壓紋波，同時保持三電平拓撲網側電流諧波小、機側電壓du/dt和電壓尖峰小的優點，又不會增加變流器成本和體積。

為解決上述技術問題，本發明提供一種風電變流器控制方法，所述風電變流器包括網側變換器、機側變換器、網側控制器及機側控制器，所述網側控制器控制所述網側變換器采用三電平單極性發波；所述機側控制器控制所述機側變換器在第一工作狀態采用雙極性發波，所述機側控制器控制所述機側變換器在第二工作狀態使用單極性發波。

優選地，所述網側變換器采用的單極性發波方式為：所述網側變換器在網側參考電壓的正半周輸出正電平和零電平，所述網側變換器在網側參考電壓的負半周輸出負電平和零電平。

優選地，所述網側控制器通過網側調制器控制網側變換器的發波方式，在單極性發波方式中，所述網側控制器使用所述網側參考電壓與網側調制器產生的第一載波和第二載波比較產生網側變換器三電平功率管的驅動信號以獲得單極性輸出電平，所述網側調制器產生的第一載波與第二載波之間關系為層疊關系。

優選地，所述層疊關系為：所述網側調制器產生的第一載波的最小值等于所述網側調制器產生的第二載波的最大值。

優選地，所述機側變換器采用的雙極性發波方式為：所述機側變換器在機側參考電壓的正半周輸出正電平、負電平和零電平，所述機側變換器在機側參考電壓的負半周輸出正電平、負電平和零電平；所述機側變換器采用的單極性發波方式為：所述機側變換器在機側參考電壓的正半周輸出正電平和零電平，所述機側變換器在機側參考電壓的負半周輸出負電平和零電平。