功率组件、风力发电机组及风电场制造技术

本实用新型专利技术公开了一种功率组件、风力发电机组及风电场，用以降低电力传输系统的成本。所述功率组件用于电力传输系统，所述功率组件包括并联连接的主路和充电支路；所述主路包括多个同向串联连接的二极管；所述充电支路包括串联连接的充电电阻组件和充电二极管。

【技术实现步骤摘要】
功率组件、风力发电机组及风电场
本技术涉及电力电子
，尤其涉及一种功率组件、风力发电机组及风电场。
技术介绍
风力发电机组中风力发电机所产生的电能需要经过传输并入电网，当所产生的电能传输到电网时，通常采用基于直流断路器的电力传输系统。如图1所示，基于直流断路器的电力传输系统，由依次连接的汇流母线11、直流断路器12、直流平波电抗器13、模块化多电平(ModularMultilevelConverter，MMC)换流阀14、软启动开关电路15、中压断路器16以及网侧变压器17组成。其中，汇流母线11与风电场10中的每个风力发电机组相连接，用于汇聚风电场10中多个直流风力发电机(直流风力发电机1～直流风力发电机N)所产生的电能，并通过电力传输系统可以将电能传输到电网18。在上述电力传输系统中，若汇流母线12短路或者汇流母线12与直流断路器13之间的连接线短路，则电力传输系统通过断开直流断路器13，对整个电力传输系统进行短路保护，但是目前直流断路器的成本较高，导致整个电力传输系统的成本较高。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种功率组件、风力发电机组及风电场，用以降低电力传输系统的成本。第一方面，本技术实施例提供了一种功率组件，用于电力传输系统，功率组件包括并联连接的主路和充电支路；主路包括多个同向串联连接的二极管；充电支路包括串联连接的充电电阻组件和充电二极管。在第一方面的一些实施例中，充电支路中的充电二极管与主路中多个串联连接的二极管反向连接。在第一方面的一些实施例中，功率组件还包括：并联连接在主路中每个二极管两端的均压模块。在第一方面的一些实施例中，均压模块包括并联连接的第一均压支路和第二均压支路，第一均压支路包括第一均压电阻组件，第二均压支路包括串联连接的第二均压电阻组件和吸收电容。在第一方面的一些实施例中，支路中充电电阻组件的耐压值大于主路中的多个二极管的反向电压值。在第一方面的一些实施例中，主路中连接的所有二极管的反向耐压值之和，与电力传输系统母线上的电压值之差大于预设电压阈值。在第一方面的一些实施例中，充电电阻组件包括多个以串联方式和/或并联方式连接的电阻。第二方面，本技术实施例提供了一种风力发电机组，风力发电机组设置有如本技术实施例第一方面提供的功率组件。第三方面，本技术实施例提供了一种风电场，风电场包括多个如本技术实施例第二方面提供的风力发电机组；或者，风电场包括多个直流风力发电机组成的风力发电机阵列、汇流母线及如本技术实施例第一方面提供的功率组件，其中，汇流母线与风力发电机阵列中的每个直流风力发电机相连接；功率组件与汇流母线相连接。本技术实施例提供了一种功率组件、风力发电机组及风电场，其中，所述功率组件包括并联连接的主路和充电支路；主路包括多个同向串联连接的二极管；充电支路包括串联连接的充电电阻组件和充电二极管。本技术实施例提供的功率组件，应用在电力传输系统中时，能够通过二极管、电阻等组件实现对电力传输系统的短路保护，与现有电力传输系统中使用直流断路器进行短路保护相比，能够降低电力传输系统的成本。附图说明从下面结合附图对本技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本技术其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1为现有技术中基于直流断路器的电力传输系统的电路拓扑的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种功率组件的电路拓扑的结构示意图；图3为本技术实施例提供的另一种功率组件的电路拓扑的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种功率组件的结构示意图；图5本技术实施例提供的一种功率组件的各部件连接关系的结构示意图；图6为本技术实施例提供的另一种功率组件的各部件连接关系的结构示意图；图7为本技术实施例提供的另一种功率组件的结构示意图；图8本技术实施例提供的风力发电机组的电路拓扑的结构示意图；图9本技术实施例提供的风电场的电路拓扑的结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术的更好的理解。本技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本技术造成不必要的模糊。需要说明的是，本技术实施例中所提到的网侧是指电网侧，例如，本技术实施例中所提到的网侧逆变模块是指设置在电网侧的逆变模块。下面结合图2～图9对本技术实施例提供的功率组件、风力发电机组及风电场进行详细说明。如图2所示，本技术实施例提供的功率组件，包括并联连接的主路21和充电支路22，主路21包括多个同向串联连接的二极管；充电支路22包括串联连接的充电电阻组件221和充电二极管222。在一个实施方式中，主路21包括的多个同向串联连接的二极管，其中，第一个二极管的阳极连接功率组件对外的第一电气接口，第一个二极管的阴极连接第二个二极管的阳极，第二个二极管的阴极连接第三个二极管的阳极，依次的，第N个二极管的阴极连接功率组件对外的第二电气接口。其中，N为主路21中同向串联连接的二极管的数量，该数量N由电力传输系统中母线的电压值决定。具体来说，将本技术实施例提供的功率组件应用在电力传输系统中时，主路21中N个二极管的反向耐压值之和，与电力传输系统母线上的电压值之差大于预设电压阈值。预设电压阈值可以根据经验值设定，例如，预设电压阈值为4500V。在一个实施方式中，充电支路22中的充电二极管222与主路21中多个串联连接的二极管反向连接。充电二极管222，用于在功率组件主路21出现故障不能正向导通时，充电二极管222起到截止的作用，避免大电流通过充电支路22，烧毁充电电阻组件221，造成器件损坏。在一个实施方式中，充电支路22中的充电电阻组件221包括多个以串联方式连接的电阻，或者包括多个以并联方式连接的电阻，或者包括多个以串联和并联混合连接方式连接的电阻。充电电阻组件221用于分担功率容量，其耐压值需要大于主路21中多个二极管实际工作的反向电压值。在一个实施方式中，功率组件还包括：并联连接在主路中每个二极管两端的均压模块23。在一个实施方式中，均压模块23包括并联连接的第一均压支路和第二均压支路，其中，第一均压支路包括第一均压电阻组件，第二均压支路包括串联连接的第二均压电阻组件和吸收电容。需要说明的是，第一均压支路和第二均压支路，仅用于区分两个不同的均压支路，并不用于具体限定。第一均压支路用于静态均压，第二均压支路用于动态均压。其中，静态是指主路21中二极管处于稳定导通状态或者稳定截止状态，动态是指主路21中二极管处于瞬间关断状态。具体来说，第一均压支路的作用是：当主路21中多个二极管均处于稳定导通状态或者稳定截止状态时，第一均压电阻组件并联在二极管的阴极和阳极之间，保证主路21中每个二极管分担的压降或者反向耐压值相等，防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率组件，用于电力传输系统，其特征在于，所述功率组件包括并联连接的主路和充电支路；所述主路包括多个同向串联连接的二极管；所述充电支路包括串联连接的充电电阻组件和充电二极管。

【技术特征摘要】
1.一种功率组件，用于电力传输系统，其特征在于，所述功率组件包括并联连接的主路和充电支路；所述主路包括多个同向串联连接的二极管；所述充电支路包括串联连接的充电电阻组件和充电二极管。2.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，所述充电支路中的充电二极管与所述主路中多个串联连接的二极管反向连接。3.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，所述功率组件还包括：并联连接在所述主路中每个二极管两端的均压模块。4.根据权利要求3所述的功率组件，其特征在于，所述均压模块包括并联连接的第一均压支路和第二均压支路，所述第一均压支路包括第一均压电阻组件，所述第二均压支路包括串联连接的第二均压电阻组件和吸收电容。5.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，所述支路中充电电阻组件的耐压值大于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李战龙，刘世军，杨有涛，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11