变流器和用于风力发电的电力系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种变流器和用于风力发电的电力系统。该变流器包括：包括DC/AC模块和与DC/AC模块并联的制动模块；制动模块包括至少一个桥臂和至少一个串联电路；其中，桥臂包括两个串联的IGBT，桥臂中的每个IGBT反向并联有续流二极管；串联电路包括串联的制动电阻和制动电感，串联电路连接于两个IGBT中间，并与桥臂中的IGBT形成回路。本发明专利技术实施例能够减小变流器柜体体积。

【技术实现步骤摘要】
变流器和用于风力发电的电力系统
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种变流器和用于风力发电的电力系统。
技术介绍
风电变流器是一种将风力发电设备产生的能量通过整流和逆变处理后传输给电网的设备。但是，在低电压穿越等异常工况时，风电变流器无法将风力发电设备产生的能量传输到电网中，此时为了避免无法传输到电网中的能量引起风电变流器中直流电压升高而损坏器件，风电变流器中设置制动回路，通过制动回路消耗未传输至电网的能量。在模块化并联风电变流器技术中，风电变流器采用多个背靠背的直流(DC)/交流(AC)三相全桥功率单元经过输出电抗器并联的形式，来提高输出的电容量，制动回路通过额外的一个或多个三相全桥功率单元模块并联在DC/AC回路两端实现消耗未传输至电网的能量。但是，模块化并联风电变流器中，采用额外的功率模块组建制动回路，在安装模块化并联风电变流器时，需要单独组建制动单元柜体以放置制动回路，增大了变流器柜体体积。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种变流器和用于风力发电的电力系统，能够通过制动电阻来消耗能量，结构简单，占用体积小，节省变流器柜体的体积。第一方面，本专利技术实施例提供了一种变流器，包括DC/AC模块和与DC/AC模块并联的制动模块；制动模块包括至少一个桥臂和至少一个串联电路；其中，桥臂包括两个串联的绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)，桥臂中的每个IGBT反向并联有续流二极管；串联电路包括串联的制动电阻和制动电感，串联电路连接于两个IGBT的中间，并与桥臂中的IGBT形成回路。根据本专利技术实施例的第一方面，制动模块包括一个桥臂，串联电路的一端连接于桥臂的两个IGBT的中间，串联电路的另一端与DC/AC模块的负极连接。根据本专利技术实施例的第一方面，制动模块包括两个以上桥臂，串联电路的两端连接于任意两个桥臂的两个IGBT中间。根据本专利技术实施例的第一方面，制动模块包括三个以上桥臂和与每个桥臂对应的串联电路；其中，每个串联电路的一端连接于对应桥臂的两个IGBT中间，每个串联电路的另一端相互连接。根据本专利技术实施例的第一方面，桥臂包括第一IGBT和第二IGBT，第一IGBT的发射极和第二IGBT的集电极连接，第一IGBT的集电极和DC/AC模块的正极连接，第一IGBT的发射极和DC/AC模块的负极连接。根据本专利技术实施例的第一方面，所述DC/AC模块包括整流电路和逆变电路；所述桥臂与所述整流电路或所述逆变电路并联。根据本专利技术实施例的第一方面，变流器包括两个以上DC/AC模块和与两个以上DC/AC模块中每个DC/AC模块对应的制动模块，两个以上DC/AC相互并联。根据本专利技术实施例的第一方面，变流器以预设开关频率、50％的占空比的控制信号控制桥臂中IGBT的导通和关断。根据本专利技术实施例的第一方面，制动模块的工作时间小于1秒。第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于风力发电的电力系统，包括如第一方面所述的变流器。本专利技术实施例提供了一种变流器和用于风力发电的电力系统，本专利技术实施例中，变流器包括直流DC/交流AC模块和与DC/AC模块并联的制动模块；制动模块包括桥臂和串联电路；其中，桥臂包括两个串联的IGBT，桥臂中的每个IGBT反向并联有续流二极管；串联电路包括串联的制动电阻和制动电感，串联电路与桥臂的两个IGBT串联的连接处连接，并与桥臂中的IGBT形成回路。本专利技术实施例中制动模块包括桥臂和串联电路，通过桥臂中IGBT和串联电路形成回路，可以通过制动电阻来消耗能量，结构简单，占用体积小，在变流器安装时可以直接将制动模块集成到DC/AC模块中，节省变流器柜体的体积。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据本专利技术一实施例中一种变流器的示意性结构图；图2示出了根据本专利技术一实施例中又一种变流器的示意性结构图；图3示出了根据本专利技术一实施例中另一种变流器的示意性结构图；图4示出了根据本专利技术一实施例中再一种变流器的示意性结构图；图5示出了根据本专利技术一实施例中制动模块与散热器固定连接的示意图。其中，11-DC/AC模块，12-制动模块，121、121a、121b、121c、121d、121e-桥臂，122、122a、122b、122c-串联电路，21-散热器，22、23-IGBT模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1示出了根据本专利技术一实施例中一种变流器的示意性结构图。如图1所示，该变流器包括DC/AC模块11和与DC/AC模块11并联的制动模块12；制动模块包括至少一个桥臂121和至少一个串联电路122。其中，桥臂121包括两个串联的IGBT，桥臂121中的每个IGBT反向并联有续流二极管；串联电路122包括串联的制动电阻和制动电感，串联电路122连接于桥臂121的两个IGBT的中间，并与桥臂121中的IGBT形成回路。如图1所示变流器，发电设备转换的能量从A侧输入，经过DC/AC模块11后，从B侧输出进入电网，制动模块12与DC/AC模块11并联。制动模块12包括桥臂121和串联电路122。桥臂121包括两个串联的IGBT(VT1和VT2)，并且每个IGBT反向并联一个续流二极管(D1和D2)，桥臂121与DC/AC模块11并联。串联电路122包括串联的制动电阻R1和制动电感L1，串联电路122与桥臂121中VT1和VT2的中间连接，并与桥臂121中的IGBT形成回路。具体的，桥臂121中VT1和VT2的中间可以为VT1和VT2串联的连接处。本专利技术实施例中，变流器包括DC/AC模块11和与DC/AC模块11并联的制动模块12；制动模块12包括桥臂121和串联电路122；其中，桥臂121包括两个串联的IGBT，桥臂121中的每个IGBT反向并联有续流二极管；串联电路122包括串联的制动电阻和制动电感，串联电路122连接于桥臂121的两个IGBT的中间，并与桥臂121中的IGBT形成回路。本专利技术实施例中制动模块12包括桥臂121和串联电路122，通过桥臂121中IGBT和串联电路122形成回路，可以通过制动电阻和制动电感来消耗变流器中无法传输到电网的能量，结构简单，占用体积小，在变流器安装时可以直接将制动模块12集成到DC/AC模块11中，节省变流器柜体的体积。需要说明的是，在本专利技术实施例中，制动模块12中各桥臂121包括的IGBT的基极均与变流器的控制模块连接，控制模块可以输出控制信号至各IGBT的基极，从而实现对各IGBT的导通和关断进行控制。控制模块在输出控制信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变流器，其特征在于，包括直流DC/交流AC模块(11)和与所述DC/AC模块(11)并联的制动模块(12)；所述制动模块(12)包括至少一个桥臂(121)和至少一个串联电路(122)；其中，所述桥臂(121)包括两个串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述桥臂(121)中的每个IGBT反向并联有续流二极管；所述串联电路(122)包括串联的制动电阻和制动电感，所述串联电路(122)连接于所述两个IGBT的中间，并与所述桥臂(121)中的IGBT形成回路。

【技术特征摘要】
1.一种变流器，其特征在于，包括直流DC/交流AC模块(11)和与所述DC/AC模块(11)并联的制动模块(12)；所述制动模块(12)包括至少一个桥臂(121)和至少一个串联电路(122)；其中，所述桥臂(121)包括两个串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述桥臂(121)中的每个IGBT反向并联有续流二极管；所述串联电路(122)包括串联的制动电阻和制动电感，所述串联电路(122)连接于所述两个IGBT的中间，并与所述桥臂(121)中的IGBT形成回路。2.根据权利要求1所述变流器，其特征在于，所述制动模块(12)包括一个所述桥臂(121)，所述串联电路(122)的一端连接于所述桥臂(121)的两个IGBT的中间，所述串联电路(122)的另一端与所述DC/AC模块(11)的负极或所述DC/AC模块(11)的正极连接。3.根据权利要求1所述变流器，其特征在于，所述制动模块(12)包括两个以上所述桥臂(121)，所述串联电路(122)的两端连接于任意两个所述桥臂(121)的两个IGBT中间。4.根据权利要求1所述变流器，其特征在于，所述制动模块(12)包括三个以上所述桥臂(121)和与每个所述桥臂(121)对应的所述串联电路(122)；其中，每个所述串联电路(122...

【专利技术属性】
技术研发人员：符松格，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11