高电压穿越装置、方法，包括该装置的变流系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高电压穿越装置、方法，包括该装置的变流系统，实时检测三相网压幅值及三相定子电压幅值；当检测到三相网压升高后，根据实际网压更新网侧直流母线电压分配系数，以确保网侧变流器可控；根据定子侧电压及网侧直流母线电压分配系数确定机侧直流母线电压分配系数并更新，计算励磁电流指令值，以确保机侧变流器可控；根据网侧、机侧直流母线电压分配系数计算机侧、网侧脉冲调制时间；根据机侧、网侧脉冲调制时间，及网侧变流器三相输出电压、机侧变流器三相输出定子电压进行SVPWM调制，以实现高电压穿越。本发明专利技术能够解决传统变流器需要开关器件多、控制复杂、成本高，以及风资源利用率和发电量低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
高电压穿越装置、方法，包括该装置的变流系统
本专利技术涉及变流
，尤其是涉及一种应用于风力发电领域，基于九开关直驱式变流器拓扑结构的高电压穿越装置、方法，包括该装置的变流系统。
技术介绍
风力发电作为一种无污染、利用可再生资源的环保型发电方式，成为最具发展潜力的可再生能源技术之一，以及世界各国竞相发展的热点和重点，市场前景广阔。但是，随着陆地风电力发电机组数量的增多、容量的增加以及电量就地消纳、传输能力的限制，海上风电机组更加受到广大风电业主、相关技术研发人员的重视。同时，由于机组容量的增加，也需要大容量的变流器完成能量转换，特别是对于海上风电。随着变流器容量的增加，其需要的开关器件数量也要相应增加或选用更大功率等级的开关器件，同时也要增加驱动、散热等装置，最终导致变流器的成本大幅增加。各大变流器厂家为了尽可能地减少变流器的成本，将九开关变流器拓扑结构引入到风力发电系统中成为一种趋势。同时，根据国家能源局相关并网导则的要求，所有并网机组必须具有高电压穿越能力，而其中的机组高电压穿越技术大部分都由变流器完成。所以这种采用新拓扑结构的变流器高电压穿越技术也将成为各大变流器厂家研究的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高电压穿越装置，用于对九开关变流模块(2)进行调制，其特征在于，包括：第一坐标变换单元(4)、第二坐标变换单元(5)、第三坐标变换单元(6)、第四坐标变换单元(7)、第五坐标变换单元(8)、第六坐标变换单元(9)、锁相环单元(10)、调制时间计算单元(11)、调制单元(12)和PI环节(13)；三相电网电压Uga、Ugb、Ugc经第一坐标变换单元(4)进行abc/dq变换后得到网侧变流器输出电压d、q轴分量Ugd、Ugq，并经锁相环单元(10)得到电网相角值θ1；网侧变流器三相输出电流ila、ilb、ilc经第二坐标变换单元(5)进行abc/dq变换后得到三相输出电流d、q轴分量ild...

【技术特征摘要】
1.一种高电压穿越装置，用于对九开关变流模块(2)进行调制，其特征在于，包括：第一坐标变换单元(4)、第二坐标变换单元(5)、第三坐标变换单元(6)、第四坐标变换单元(7)、第五坐标变换单元(8)、第六坐标变换单元(9)、锁相环单元(10)、调制时间计算单元(11)、调制单元(12)和PI环节(13)；三相电网电压Uga、Ugb、Ugc经第一坐标变换单元(4)进行abc/dq变换后得到网侧变流器输出电压d、q轴分量Ugd、Ugq，并经锁相环单元(10)得到电网相角值θ1；网侧变流器三相输出电流ila、ilb、ilc经第二坐标变换单元(5)进行abc/dq变换后得到三相输出电流d、q轴分量ild、ilq；三相输出电流d、q轴分量ild、ilq作为网侧电流内环的反馈值与网侧三相输出电流d、q轴指令值ild*、ilq*经PI环节(13)得到网侧变流器d、q轴输出电压；网侧变流器d、q轴输出电压经第五坐标变换单元(8)进行dq/abc变换后得到网侧变流器三相输出电压；三相定子电压Usa、Usb、Usc经第三坐标变换单元(6)进行abc/dq变换后得到机侧变流器输出电压d、q轴分量Usd、Usq；三相定子电流isa、isb、isc经第四坐标变换单元(7)进行abc/dq变换后得到三相定子电流d、q轴分量isd、isq；三相定子电流d、q轴分量isd、isq作为机侧电流内环的反馈值与三相定子电流d、q轴指令值isd*、isq*经PI环节(13)得到机侧变流器d、q轴输出电压；机侧变流器d、q轴输出电压经第六坐标变换单元(9)进行dq/abc变换后得到机侧变流器三相输出定子电压；调制时间计算单元(11)根据网侧变流器输出电压d、q轴分量Ugd、Ugq，机侧变流器输出电压d、q轴分量Usd、Usq，以及中间直流电压Udc，得出机侧脉冲调制时间ms、网侧脉冲调制时间mg；调制单元(12)根据机侧脉冲调制时间ms、网侧脉冲调制时间mg及网侧变流器三相输出电压、机侧变流器三相输出定子电压进行SVPWM调制计算，得出输出至九开关变流模块(2)中九个开关器件的驱动信号。2.根据权利要求1所述的高电压穿越装置，其特征在于：所述锁相环单元(6)根据网侧变流器输出电压d轴分量Ugd及网侧变流器输出电压d轴分量给定值Ugd_ref进行锁相，并向所述第一坐标变换单元(4)、第二坐标变换单元(5)和第五坐标变换单元(8)输出电网相角值θ1作为锁相值；输入所述第三坐标变换单元(6)、第四坐标变换单元(7)和第六坐标变换单元(9)的信号还包括通过位置编码器检测得到的电机转子位置角θr。3.根据权利要求1或2所述的高电压穿越装置，其特征在于：将电机(3)的励磁电流指令值作为三相定子电流d轴指令值isd*，将电机(3)的转矩电流指令值作为三相定子电流q轴指令值isq*；将网侧变流器的有功电流指令值作为网侧三相输出电流d轴指令值ild*，将网侧变流器无功电流指令值作为网侧三相输出电流q轴指令值ilq*；中间直流电压反馈值Udc与中间直流电压指令值Udc*经PI环节(13)得到网侧三相输出电流d轴指令值ild*；三相定子电流d轴分量isd根据以下公式计算：其中，Usq为机侧变流器输出电压d轴分量，Usd为机侧变流器输出电压q轴分量，σ为网压升高系数，Ugd为网侧变流器输出电压d轴分量，Ugq为网侧变流器输出电压q轴分量，ψf为电机永磁体磁链，ω为电机同步角速度，Ld为电机同轴电感；所述电机(3)的励磁电流指令值isd*小于三相定子电流d轴分量isd。4.根据权利要求3所述的高电压穿越装置，其特征在于，所述调制时间计算单元(11)根据以下公式计算机侧脉冲调制时间ms、网侧脉冲调制时间mg：mg＝T1＝K1*Tsms＝T2＝K2*Ts其中，Udc1为网侧变流器直流母线电压，Udc2为机侧变流器直流母线电压，Udc为总的直流母线电压，T1为网侧变流器开关周期，T2为机侧变流器开关周期，Usq为机侧变流器输出电压d轴分量，Usd为机侧变流器输出电压q轴分量，Ugd为网侧变流器输出电压d轴分量，Ugq为网侧变流器输出电压q轴分量，Kpwm为直流母线利用率，K1为网侧直流母线电压分配系数，K2为机侧直流母线电压分配系数，Ts为开关周期。5.一种高电压穿越方法，其特征在于，包括以下步骤：S101)检测电网(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李圣清，徐凤星，谭剑中，刘连根，蒋耀生，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43