一种风电变流器及其低温启动方法技术

本申请公开了一种风电变流器及其低温启动方法，风电变流器包括网侧IGBT、控制系统、控制电路、加热装置、驱动电路，控制系统：用于在上电后实时获取风电变流器机柜内部的第一温度，在第一温度处于正常启动温度与生存温度之间时控制加热装置给PCB进行加热，在PCB温度达到预设温度后使网侧IGBT进入线性放大区，且控制网侧变流器空载运行，并在风电变流器机柜内部的温度达到正常启动温度时使网侧IGBT进入开关模式，且控制风电变流器正常启动。本申请公开的上述技术方案，借助风电变流器内部元器件来提高机柜内温度并实现低温环境下启动，以降低风电变流器的低温启动的成本，并加快风电变流器在低温环境下的启动速度。

A wind power converter and its low temperature starting method

【技术实现步骤摘要】
一种风电变流器及其低温启动方法
本申请涉及风力发电
，更具体地说，涉及一种风电变流器及其低温启动方法。
技术介绍
随着新能源发电技术的快速发展，风力发电技术得到了广泛应用。风电变流器作为风电机组的核心部件之一，在风力发电系统中占有非常重要的地位。当风电变流器所处环境温度比较低时，变流器内数量众多的电子元器件则无法正常。例如：当风电变流器处在冬季严寒但风力资源丰富的内蒙、东北与西北等地区时(这些地区的冬季大概可持续4-6个月，最低气温可达-40℃)，风电变流器内部的芯片在低温下无法工作、电解电容在低温下容值大幅下降、电阻产生温漂偏移等，从而使得变流器无法在低温环境下正常工作。目前，常采用的做法是在风电变流器中配置加热装置和机柜保温材料，并协调风扇、水冷等散热系统进行综合的机柜温度管控，其通过机柜内气温的提升或冷却回路中水温的提升来对机柜内元器件进行加热，以使得风电变流器在低温环境下能够正常启动与运行，但是，由于需要增加额外的加热装置和机柜保温材料，因此，成本比较高，另外，由于上述方式是通过加热装置进行全局加热，所经过的热环节比较多，一些没有必要且热容比较大的元器件吸热比较严重，而关键元器件的加热速度过于缓慢，因此，需要提高加热装置的功率来进行加热，并会导致风电变流器启动缓慢，进而造成风力发电系统成本升高、发电量下降。综上所述，如何降低风电变流器在低温环境下的启动成本，并加快风电变流器在低温环境下的启动速度，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的是提供一种风电变流器及其低温启动方法，用于降低风电变流器在低温环境下的启动成本，并加快风电变流器在低温环境下的启动速度。为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种风电变流器，包括网侧IGBT、控制系统、控制电路、设置在所述控制电路中的PCB上的加热装置、与所述网侧IGBT相连的驱动电路，其中：所述控制系统，用于在上电后实时获取风电变流器机柜内部的第一温度，在所述第一温度处于正常启动温度与生存温度之间时控制所述加热装置给所述PCB进行加热，在所述PCB的温度达到预设温度后控制所述加热装置停止给所述PCB的加热并控制所述驱动电路进入低温模式且控制网侧变流器空载运行，在所述风电变流器机柜内部的温度达到所述正常启动温度时控制所述驱动电路进入正常模式且使所述风电变流器进行启动；所述驱动电路，用于在进入所述低温模式时使所述网侧IGBT进入线性放大区，并在进入所述正常模式时使所述网侧IGBT进入开关模式。优选的，还包括：设置在所述风电变流器机柜内的散热器上的风扇；相应地，所述控制系统还用于在所述网侧IGBT进入线性放大区且所述网侧变流器空载运行时，控制所述风扇进行启动。优选的，所述控制系统还用于在所述风电变流器机柜内部的温度达到所述正常启动温度时控制所述网侧变流器停机。优选的，还包括：设置在所述加热装置与所述PCB之间的导热层。优选的，还包括：设置在所述导热层上、用于实时获取所述PCB的温度的温度检测装置。优选的，所述导热层为导热硅胶。优选的，所述加热装置为发热电阻片。优选的，所述驱动电路在从所述正常模式变为所述低温模式时，控制所述网侧IGBT的驱动电压从第一电压转换为第二电压，并控制所述网侧IGBT门极的驱动电阻从第一阻值转换为第二阻值，其中，所述第一电压大于所述第二电压，所述第一阻值小于所述第二阻值。优选的，所述驱动电路包括控制开关、与所述控制开关相连的控制模块、与所述控制模块及所述控制开关相连的供电电源、与第一电源相连的第一开关、与第二电源相连的第二开关、与所述第一开关及所述第二开关相连的第一开关管和第二开关管、连接在所述第一开关管与所述第二开关管之间且与所述网侧IGBT的门极相连的第一电阻、连接在所述第一开关管与所述第二开关管之间且与所述网侧IGBT的门极相连的第二电阻和第三开关；其中，所述第一电源的电压大于所述第二电源的电压，所述第一电阻大于所述第二电阻；当所述驱动电路进入所述低温模式时，所述控制开关闭合，以使所述控制模块得电，在所述控制模块的作用下，所述第二开关闭合、所述第一开关及所述第三开关断开；当所述驱动电路进入所述正常模式时，所述控制开关断开，以使所述控制模块断电，在所述控制模块的作用下，所述第一开关及所述第三开关闭合、所述第二开关断开。一种风电变流器低温启动方法，基于如上述任一项所述的风电变流器，包括：控制系统在上电后实时获取风电变流器机柜内部的第一温度，在所述第一温度处于正常启动温度与生存温度之间时控制加热装置给控制电路中的PCB进行加热；在所述PCB的温度达到预设温度后，所述控制系统控制所述加热装置停止给所述PCB的加热，并控制驱动电路进入低温模式，以使网侧IGBT进入线性放大区，且控制网侧变流器空载运行；在所述风电变流器机柜内部的温度达到所述正常启动温度时，所述控制系统控制所述驱动电路进入正常模式，以使所述网侧IGBT进入开关模式，并使所述风电变流器进行启动。本申请提供了一种风电变流器及其低温启动方法，其中，风电变流器包括网侧IGBT、控制系统、控制电路、设置在控制电路中的PCB上的加热装置、与网侧IGBT相连的驱动电路，其中：控制系统，用于在上电后实时获取风电变流器机柜内部的第一温度，在第一温度处于正常启动温度与生存温度之间时控制加热装置给PCB进行加热，在PCB的温度达到预设温度后控制加热装置停止给PCB的加热并控制驱动电路进入低温模式且控制网侧变流器空载运行，并在风电变流器机柜内部的温度达到正常启动温度时控制驱动电路进入正常模式且使风电变流器进行启动；驱动电路，用于在进入低温模式时使网侧IGBT进入线性放大区，并在进入正常模式时使网侧IGBT进入开关模式。本申请公开的上述技术方案，在控制电路的PCB中设置加热装置，并设置与网侧IGBT相连的驱动电路，当风电变流器机柜内部的第一温度处于正常启动温度与生存温度之间时由控制系统控制加热装置给PCB加热，以使PCB受热而使控制电路自热，以加速控制电路上电进程，在PCB温度达到预设温度后控制加热装置停止且控制驱动电路进入低温模式，并通过驱动电路的作用使网侧IGBT进入线性放大区，以增大网侧IGBT的损耗，增大网侧IGBT的发热量，同时通过网侧变流器空载运行来增加损耗，以通过网侧IGBT自热及网侧变流器的损耗加热来加快风电变流器机柜内部的升温速度，并在风电变流器机柜内部的温度达到正常启动温度时使得风电变流器进行启动，同时控制驱动电路进入正常模式，以通过驱动电路的作用使得网侧IGBT进入开关模式，以避免网侧IGBT模块遭到破坏，也即借助风电变流器内部所包含的元器件来提高风电变流器机柜内的温度，从而降低所需的加热装置功率，降低风电变流器的启动成本，并通过借助风电变流器内部所包含的元器件进行加热来减少不必要的传热环节，从而减少热量的散失，加快风电变流器在低温环境下的启动速度，以提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电变流器，其特征在于，包括网侧IGBT、控制系统、控制电路、设置在所述控制电路中的PCB上的加热装置、与所述网侧IGBT相连的驱动电路，其中：/n所述控制系统，用于在上电后实时获取风电变流器机柜内部的第一温度，在所述第一温度处于正常启动温度与生存温度之间时控制所述加热装置给所述PCB进行加热，在所述PCB的温度达到预设温度后控制所述加热装置停止给所述PCB的加热并控制所述驱动电路进入低温模式且控制网侧变流器空载运行，在所述风电变流器机柜内部的温度达到所述正常启动温度时控制所述驱动电路进入正常模式且使所述风电变流器进行启动；/n所述驱动电路，用于在进入所述低温模式时使所述网侧IGBT进入线性放大区，并在进入所述正常模式时使所述网侧IGBT进入开关模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电变流器，其特征在于，包括网侧IGBT、控制系统、控制电路、设置在所述控制电路中的PCB上的加热装置、与所述网侧IGBT相连的驱动电路，其中：
所述控制系统，用于在上电后实时获取风电变流器机柜内部的第一温度，在所述第一温度处于正常启动温度与生存温度之间时控制所述加热装置给所述PCB进行加热，在所述PCB的温度达到预设温度后控制所述加热装置停止给所述PCB的加热并控制所述驱动电路进入低温模式且控制网侧变流器空载运行，在所述风电变流器机柜内部的温度达到所述正常启动温度时控制所述驱动电路进入正常模式且使所述风电变流器进行启动；
所述驱动电路，用于在进入所述低温模式时使所述网侧IGBT进入线性放大区，并在进入所述正常模式时使所述网侧IGBT进入开关模式。


2.根据权利要求1所述的风电变流器，其特征在于，还包括：
设置在所述风电变流器机柜内的散热器上的风扇；
相应地，所述控制系统还用于在所述网侧IGBT进入线性放大区且所述网侧变流器空载运行时，控制所述风扇进行启动。


3.根据权利要求1所述的风电变流器，其特征在于，所述控制系统还用于在所述风电变流器机柜内部的温度达到所述正常启动温度时控制所述网侧变流器停机。


4.根据权利要求1所述的风电变流器，其特征在于，还包括：
设置在所述加热装置与所述PCB之间的导热层。


5.根据权利要求4所述的风电变流器，其特征在于，还包括：
设置在所述导热层上、用于实时获取所述PCB的温度的温度检测装置。


6.根据权利要求4所述的风电变流器，其特征在于，所述导热层为导热硅胶。


7.根据权利要求4所述的风电变流器，其特征在于，所述加热装置为发热电阻片。


8.根据权利要求1至7任一项所述的风电变流器，其特征在于，所述驱动电路在从所述正...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢钢，石顺风，程攀，江日臻，蒋侃，
申请(专利权)人：浙江日风电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33