风电变流器系统技术方案

本申请公开一种风电变流器系统，所述风电变流器系统包括并联连接的N台风电变流器；每一台风电变流器每一相的进线端均通过机侧电缆与电机连接，每一相的出线端均通过箱变电缆与箱式变压器连接；所述N台风电变流器中至少一个同相的所有机侧电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有机侧电缆上被分配到的电流均相等；和/或，所述N台风电变流器中至少一个同相的所有箱变电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有箱变电缆上被分配到的电流均相等。本申请同相的所有机侧电缆或者所有箱变电缆上被分配到的电流均相等，一方面不增加系统成本，另一方面保证电流与各自对应机器功率匹配。

Wind power converter system

【技术实现步骤摘要】
风电变流器系统
本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种风电变流器系统。
技术介绍
随着风力发电机组容量的不断扩大，风电变流器受电力电子器件等因素的制约，单台变流器的容量已经不能满足实际需求，因此变流器并联运行已成必然趋势。现场实际应用中，相同的变流器并联时，每个变流器机侧每相需要相同数量的电缆，网侧每相也需要相同数量的电缆。但变流器机侧连接至风力发电机、或者网侧连接至箱式变压器的电缆数目可能不是变流器的整数倍，若并联的变流器连接的电缆数量不同就会导致同相电缆间的不均流。因此，变流器并联都需要提前增加电缆数量至变流器数目的整数倍，或者增加电缆的截面积提高电缆载流能力，但这两种方式都会增加系统成本。另外，对于某个容量等级来说，相同容量变流器并联会有较大余量，成本上不具有优势。而不同功率等级的变流器并联时如何保证电流与各自对应机器功率匹配是关键问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种风电变流器系统，以解决变流器并联运行中的均流问题。本申请解决上述技术问题所采用的技术方案如下：根据本申请的一个方面，提供的一种风电变流器系统，所述风电变流器系统包括并联连接的N台风电变流器；每一台风电变流器每一相的进线端均通过机侧电缆与电机连接，每一相的出线端均通过箱变电缆与箱式变压器连接；其中，所述N台风电变流器中至少一个同相的所有机侧电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有机侧电缆上被分配到的电流均相等；和/或，所述N台风电变流器中至少一个同相的所有箱变电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有箱变电缆上被分配到的电流均相等。在一示例中，所述N台风电变流器均为功率相同的风电变流器，且同相的机侧电缆之间均通过第一电流回路短接，和/或，同相的箱变电缆之间均通过第二电流回路短接。在一示例中，所述第一电流回路包括第一短接电缆，所述第二电流回路包括第二短接电缆。在一示例中，所述第一短接电缆的长度为同相的进线端之间的距离；所述第二短接电缆的长度为同相的出线端之间的距离。在一示例中，每一台风电变流器均包括串联连接的机侧电感、机侧变流器、网侧变流器以及网侧电感；所述N台风电变流器包括功率不相同的风电变流器；其中，在功率不相同的风电变流器之间，风电变流器的阻抗之比与功率之比成反比。在一示例中，在不计入机侧电感阻抗的情况下，在功率不相同的风电变流器之间，风电变流器的机侧电感感量之比与功率之比成反比。在一示例中，在不计入网侧电感阻抗的情况下，在功率不相同的风电变流器之间，风电变流器的网侧电感感量之比与功率之比成反比。本申请实施例的风电变流器系统，同相的所有机侧电缆或者所有箱变电缆上被分配到的电流均相等，一方面不增加系统成本，另一方面保证电流与各自对应机器功率匹配。附图说明图1为本申请实施例的风电变流器系统示意图；图2为本申请实施例的相同功率变流器并联的机侧同相间短接电缆示意图；图3为图2的等效电路示意图；图4为本申请实施例的相同功率变流器并联的网侧同相间短接电缆示意图；图5为本申请实施例的不同功率变流器并联的机侧电流分配等效电路示意图；图6为本申请实施例的不同功率变流器并联的网侧电流分配等效电路示意图。本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。第一实施例如图1所示，本申请第一实施例提供一种风电变流器系统，所述风电变流器系统包括并联连接的N台风电变流器；每一台风电变流器均包括串联连接的机侧电感、机侧变流器、网侧变流器以及网侧电感，所述机侧电感通过机侧电缆与电机连接，所述网侧电感通过箱变电缆与箱式变压器连接；其中，所述N台风电变流器中至少一个同相的所有机侧电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有机侧电缆上被分配到的电流均相等；和/或，所述N台风电变流器中至少一个同相的所有箱变电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有箱变电缆上被分配到的电流均相等。作为示例地，N台风电变流器中A相的所有机侧电缆(或箱变电缆)的数量为3N-1，A、B、C相的所有机侧电缆(或箱变电缆)上被分配到的电流均相等，即3N-1中每根电缆上被分配到的电流均相等。在一示例中，所述N台风电变流器均为功率相同的风电变流器，且同相的机侧电缆之间均通过第一电流回路短接，和/或，同相的箱变电缆之间均通过第二电流回路短接。在该示例中，所述第一电流回路包括第一短接电缆，所述第二电流回路包括第二短接电缆。在该示例中，所述第一短接电缆的长度为同相的进线端之间的距离；所述第二短接电缆的长度为同相的出线端之间的距离。以下结合图2-图4进行说明：假设N＝2个相同的变流器并联，且额定电流为I，发电机侧每相电缆数目为5(3N-1)根，那么1(N-1)台变流器机侧每相都连接3根电缆，还有1台只能连接2根电缆。单相连接3根电缆的变流器，每根电缆上电流I/3，单相连接两根电缆的变流器，每根电缆上电流I/2，这就会超过电缆的载流能力，不能长期运行。为解决同相多根电缆中存在不均流问题，如图2所示，在两变流器同相之间短接一根电缆，将电流从载流较高的电缆引入载流较低的电缆，从而达到同相间所有电缆均流的目的。短接电缆的长度是并联变流器同相之间的距离，一般在2-3米之间，相比于风机到变流器的电缆及变流器到箱变的电缆阻抗，短接电缆的阻抗可以忽略不计，也就是从发电机发出的电流会均匀分配到每根电缆上(假设机侧电缆长度相同，布线路径一致)，总电流到达短接点处再平均分配给两台并联的变流器。如图3所示的等效电路图，从电路角度分析，以A相为例，假设每根电缆阻抗相同，布线方式一致，发电机发出的电流I大小由负载决定，并联的变流器完全相同，即每个变流器的电流为I/2，变流器1上每根电缆电流I/6，变流器2上每根电缆电流I/4。若实现电缆间均流，则每根电缆上的电流为I/5，将两组电缆短接后，短接电缆上电流为2*(I/4-I/5)＝I/10。并联变流器用短接电缆短接后，电流路径可分为两部分。一是从发电机到短接电缆，另一部分是从短接电缆到并联的变流器。两部分都没有影响电缆均流的因素，这种方法即保证了同相间多根电缆的均流，也无需增加长电缆，只需增加载流较小的短接电缆，降低系统成本。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电变流器系统，其特征在于：所述风电变流器系统包括并联连接的N台风电变流器；每一台风电变流器每一相的进线端均通过机侧电缆与电机连接，每一相的出线端均通过箱变电缆与箱式变压器连接；其中，/n所述N台风电变流器中至少一个同相的所有机侧电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有机侧电缆上被分配到的电流均相等；和/或，/n所述N台风电变流器中至少一个同相的所有箱变电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有箱变电缆上被分配到的电流均相等。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电变流器系统，其特征在于：所述风电变流器系统包括并联连接的N台风电变流器；每一台风电变流器每一相的进线端均通过机侧电缆与电机连接，每一相的出线端均通过箱变电缆与箱式变压器连接；其中，
所述N台风电变流器中至少一个同相的所有机侧电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有机侧电缆上被分配到的电流均相等；和/或，
所述N台风电变流器中至少一个同相的所有箱变电缆的数量为N的非整数倍，且同相的所有箱变电缆上被分配到的电流均相等。


2.根据权利要求1所述的风电变流器系统，其特征在于，所述N台风电变流器均为功率相同的风电变流器，且同相的机侧电缆之间均通过第一电流回路短接，和/或，同相的箱变电缆之间均通过第二电流回路短接。


3.根据权利要求2所述的风电变流器系统，其特征在于，所述第一电流回路包括第一短接电缆，所述第二电流回路包括第二短接电缆。
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙守旭，王琰，姜圳，周党生，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44