【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电领域,特别是一种基于MMC和双极式直流传输结构的直驱风电变流结构。
技术介绍
风电机组的功率不断加大,目前大功率风力发电机多采用六相(双绕组)电机,输出两组三相电压(错相或不错相),每组容量为电机容量的一半;在风力发电的各种方案中,直驱风力发电方式以其优越的性能,日益成为研究及应用的热点;现有的大容量直驱风力发电机,由于受叶尖速比的限制,容量的增大会导致发电机转速的下降,而低转速大容量直驱风力发电机的直径等尺寸将变得很大,这给发电机的制造、运输和吊装带来极大困难,对此,行业内已有相关研究,一种解决方法是使用两台相同的直驱发电机同轴串联使用,即串级式发电机,这种结构增大了直驱风力发电机的容量,有效压缩了大容量发电机的尺寸;与此相对应,并网变流器的容量要求增大,因此本专利技术正好符合这种串级发电机的并网需求。直驱风力发电机和电网之间通过变流器连接,风电变流器是风力发电机组不可缺少的能量变换环节,其主要作用是将风力发电机的电压频率、幅值浮动不定的电能转换为频率、幅值稳定,符合电网要求的电能,解决了低电压的穿越问题,通过最大功率点追踪技术,能够充分的利用风能,进一步提高发电效率。目前风力发电机的发电功率已达到近10MW,由于直驱风力发电系统中,发电机需要通过全功率变流器进行并网,受到电力电子器件容量的限制,单套变流器的输送能力不能满足发电机的能量传输需求,为突破这一限制,变流器的并联技术在风力发电系统中成为了研究热点;并联技术在风机功率一定的情况下,可以采用功率等级更低的功率开关器件传送电流,大大降低 ...
【技术保护点】
一种基于MMC和双极式直流传输结构的直驱风电变流结构,包括两台直驱风力发电机,即第一、第二直驱风力发电机,其特征在于,两台直驱风力发电机之间通过设置一电容形成同轴联接,即串级使用;两台直驱风力发电机的三相绕组独立设置且每套三相绕组的输出端均依次串联一du/dt滤波器及一整流器,所述第一直驱风力发电机所连接的整流器的正直流输出端串联第一直流电阻后通过正直流传输线接入网侧变流器,所述第二直驱风力发电机所连接的整流器的负直流输出端串联第二直流电阻后通过负直流传输线接入网侧变流器,第一直驱风力发电机所连接的整流器的负直流输出端与第二直驱风力发电机所连接的整流器的正直流输出端共同接地;每个整流器正负直流输出端之间还设有一直流支撑电容;所述网侧变流器为三相交流输出结构,即网侧变流器包括在正、负直流传输线之间并联设置的三组模块化多电平换流器,每组模块化多电平换流器由4台串联设置的标准功率子模块组成,沿正、负直流传输线位置方向依次为第一至第四标准功率子模块,其中,第二、第三标准功率子模块之间还串联设置有两个电感,还包括一台三相滤波电容组,所述三相滤波电容组的输入端连接每组模块化多电平换流器中两个电感之 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于MMC和双极式直流传输结构的直驱风电变流结构,包括两台直驱风力发电机,即第一、第二直驱风力发电机,其特征在于,两台直驱风力发电机之间通过设置一电容形成同轴联接,即串级使用;
两台直驱风力发电机的三相绕组独立设置且每套三相绕组的输出端均依次串联一du/dt滤波器及一整流器,所述第一直驱风力发电机所连接的整流器的正直流输出端串联第一直流电阻后通过正直流传输线接入网侧变流器,所述第二直驱风力发电机所连接的整流器的负直流输出端串联第二直流电阻后通过负直流传输线接入网侧变流器,第一直驱风力发电机所连接的整流器的负直流输出端与第二直驱风力发电机所连接的整流器的正直流输出端共同接地;每个整流器正负直流输出端之间还设有一直流支撑电容;
所述网侧变流器为三相交流输出结构,即网侧变流器包括在正、负直流传输线之间并联设置的三组模块化多电平换流器,每组模块化多电平换流器由4台串联设置的标准功率子模块组成,沿正、负直流传输线位置方向依次为第一至第四标准功率子模块,其中,第二、第三标准功率子模块之间还串联设置有两个电感,还包括一台三相滤波电容组,所述三相滤波电容组的输入端连接每组模块化多电平换流器中两个电感之间的中点,其输出端经并网变压器后为电网提供三相电压。
2.根据权利要求1所述的基于MMC和双极式直流传输结构的直驱风电变流结构,其特征在于,所述风力发电机为单绕组直驱风力发电机且每套三相绕组独立设置,每套三相绕组的输出端均依次串联一du/dt滤波器及一整流器,即每台单绕组直驱风力发电机连接一台du/dt滤波器和一台整流器;
所述第一单绕组直驱风力发电机所连接的整流器的正直流输出端串联第一直流电阻后通过正直流传输线接入网侧变流器,所述第二单绕组直驱风力发电机所连接的整流器的负直流输出端串联第二直流电阻后通过负直流传输线接入网侧变流器,第一直驱风力发电机所连接的整流器的负...
【专利技术属性】
技术研发人员:周细文,吕笑岩,刘景芝,章辉,陈烘民,黄庆利,
申请(专利权)人:周细文,江苏有能新能源有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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