变流器的直流母线过压保护方法及相应控制器技术

提供了一种变流器的直流母线过压保护方法及相应控制器。所述方法包括：根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常；当判定直流母线过压保护装置存在异常时，向经由变流器接入到电网的风力发电机组发送限功率运行请求；当判定直流母线过压保护装置不存在异常时，实时采集直流母线的电压值，并当直流母线的电压值大于预设阈值时，控制直流母线过压保护装置中的开关模块按对应的占空比导通，以由直流母线过压保护装置中的卸荷装置在所述开关模块导通时释放直流母线上的能量，其中，当直流母线的电压值大于所述预设阈值时，直流母线的电压值越大，对应的占空比越大。对应的占空比越大。对应的占空比越大。

【技术实现步骤摘要】
变流器的直流母线过压保护方法及相应控制器


[0001]本专利技术总体说来涉及变流器
，更具体地讲，涉及一种变流器的直流母线过压保护方法及相应控制器。

技术介绍

[0002]风电变流器的拓扑结构可分为网侧逆变器、机侧整流器和直流母线，当机侧整流器的运行功率大于网侧逆变器的运行功率时，直流母线的电压就会升高。当直流母线的电压值高于保护阈值时即出现直流母线过压情况，当直流母线的电压值高于相关硬件(例如，直流支撑电容、网侧逆变器和机侧整流器中的功率模块(例如，IGBT模块))所允许的最大电压值时，相关器件就会过压受到损坏。
[0003]现有的针对直流母线过压情况的保护措施主要有：当直流母线的电压值高于保护阈值时，控制机侧断路器断开，以切断机侧与直流母线的硬件连接；并使用chopper装置(卸荷电路)将直流母线上网侧不能消纳的功率消耗掉，或使用直流储能装置，将直流母线上多余的能量储存起来。但现有的保护措施仍存在直流母线过压时不能有效地保护变流器中的相关器件的风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的示例性实施例在于提供一种变流器的直流母线过压保护方法及相应控制器，其能够有效保证在变流器运行期间，当直流母线过压时不会对变流器中的相关器件造成损坏。
[0005]根据本专利技术的示例性实施例，提供一种变流器的直流母线过压保护方法，所述方法包括：根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常；当判定直流母线过压保护装置存在异常时，向经由变流器接入到电网的风力发电机组发送限功率运行请求；当判定直流母线过压保护装置不存在异常时，实时采集直流母线的电压值，并当直流母线的电压值大于预设阈值时，控制直流母线过压保护装置中的开关模块按对应的占空比导通，以由直流母线过压保护装置中的卸荷装置在所述开关模块导通时释放直流母线上的能量，其中，当直流母线的电压值大于所述预设阈值时，直流母线的电压值越大，对应的占空比越大。
[0006]可选地，所述卸荷装置为卸荷电阻，其中，根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常的步骤包括：控制所述开关模块按预设占空比导通，并获取变流器的网侧有功功率值和直流母线的电压值；基于获取的网侧有功功率值和直流母线的电压值，确定卸荷电阻的阻值；当确定的阻值属于预设范围时，确定直流母线过压保护装置不存在异常；当确定的阻值不属于预设范围时，确定直流母线过压保护装置存在异常。
[0007]可选地，根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常的步骤包括：在变流器的网侧断路器合闸之后且开始对变流器
的网侧逆变器进行控制之前的时间段内，根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常；和/或，在开始对变流器的网侧逆变器进行控制之后，周期性地根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常。
[0008]可选地，当在变流器的网侧断路器合闸之后且开始对变流器的网侧逆变器进行控制之前的时间段内，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常时，基于获取的网侧有功功率值和直流母线的电压值来确定卸荷电阻的阻值的步骤包括：将获取的直流母线的电压值的平方除以卸荷电阻的卸荷功率值所得到的值，作为卸荷电阻的阻值，其中，所述卸荷功率值为获取的网侧有功功率值；或者，所述卸荷功率值为获取的网侧有功功率值与直流母线过压保护装置中的直流支撑电容上的放电功率值之和。
[0009]可选地，当在开始对变流器的网侧逆变器进行控制之后，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常时，基于获取的网侧有功功率值和直流母线的电压值来确定卸荷电阻的阻值的步骤包括：将获取的直流母线的电压值的平方除以卸荷电阻的卸荷功率值所得到的值，作为卸荷电阻的阻值，其中，所述卸荷功率值为变流器的机侧有功功率值与获取的网侧有功功率值之差；或者，所述卸荷功率值为：变流器的机侧有功功率值与所述直流支撑电容上的放电功率值相加后再减去获取的网侧有功功率值所得到的值。
[0010]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种变流器的直流母线过压保护装置的控制器，所述控制器包括：异常判断单元，根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常；请求发送单元，当判定直流母线过压保护装置存在异常时，向经由变流器接入到电网的风力发电机组发送限功率运行请求；过压控制单元，当判定直流母线过压保护装置不存在异常时，实时采集直流母线的电压值，并当直流母线的电压值大于预设阈值时，控制直流母线过压保护装置中的开关模块按对应的占空比导通，以由直流母线过压保护装置中的卸荷装置在所述开关模块导通时释放直流母线上的能量，其中，当直流母线的电压值大于所述预设阈值时，直流母线的电压值越大，对应的占空比越大。
[0011]可选地，所述卸荷装置为卸荷电阻，其中，异常判断单元控制所述开关模块按预设占空比导通，并获取变流器的网侧有功功率值和直流母线的电压值；并基于获取的网侧有功功率值和直流母线的电压值，确定卸荷电阻的阻值，其中，当确定的阻值属于预设范围时，异常判断单元确定直流母线过压保护装置不存在异常；当确定的阻值不属于预设范围时，异常判断单元确定直流母线过压保护装置存在异常。
[0012]可选地，异常判断单元在变流器的网侧断路器合闸之后且开始对变流器的网侧逆变器进行控制之前的时间段内，根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常；和/或，异常判断单元在开始对变流器的网侧逆变器进行控制之后，周期性地根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常。
[0013]可选地，当异常判断单元在变流器的网侧断路器合闸之后且开始对变流器的网侧逆变器进行控制之前的时间段内，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常时，异常判断单元将获取的直流母线的电压值的平方除以卸荷电阻的卸荷功率值所得到的值，作为卸荷电阻的阻值，其中，所述卸荷功率值为获取的网侧有功功率值；或者，所述卸荷功
率值为获取的网侧有功功率值与直流母线过压保护装置中的直流支撑电容上的放电功率值之和。
[0014]可选地，当异常判断单元在开始对变流器的网侧逆变器进行控制之后，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常时，异常判断单元将获取的直流母线的电压值的平方除以卸荷电阻的卸荷功率值所得到的值，作为卸荷电阻的阻值，其中，所述卸荷功率值为变流器的机侧有功功率值与获取的网侧有功功率值之差；或者，所述卸荷功率值为：变流器的机侧有功功率值与所述直流支撑电容上的放电功率值相加后再减去获取的网侧有功功率值所得到的值。
[0015]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的变流器的直流母线过压保护方法。
[0016]根据本专利技术的另一示例性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变流器的直流母线过压保护方法，其特征在于，所述方法包括：根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常；当判定直流母线过压保护装置存在异常时，向经由变流器接入到电网的风力发电机组发送限功率运行请求；当判定直流母线过压保护装置不存在异常时，实时采集直流母线的电压值，并当直流母线的电压值大于预设阈值时，控制直流母线过压保护装置中的开关模块按对应的占空比导通，以由直流母线过压保护装置中的卸荷装置在所述开关模块导通时释放直流母线上的能量，其中，当直流母线的电压值大于所述预设阈值时，直流母线的电压值越大，对应的占空比越大。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卸荷装置为卸荷电阻，其中，根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常的步骤包括：控制所述开关模块按预设占空比导通，并获取变流器的网侧有功功率值和直流母线的电压值；基于获取的网侧有功功率值和直流母线的电压值，确定卸荷电阻的阻值；当确定的阻值属于预设范围时，确定直流母线过压保护装置不存在异常；当确定的阻值不属于预设范围时，确定直流母线过压保护装置存在异常。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常的步骤包括：在变流器的网侧断路器合闸之后且开始对变流器的网侧逆变器进行控制之前的时间段内，根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常；和/或，在开始对变流器的网侧逆变器进行控制之后，周期性地根据变流器的网侧有功功率和直流母线的电压来判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当在变流器的网侧断路器合闸之后且开始对变流器的网侧逆变器进行控制之前的时间段内，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常时，基于获取的网侧有功功率值和直流母线的电压值来确定卸荷电阻的阻值的步骤包括：将获取的直流母线的电压值的平方除以卸荷电阻的卸荷功率值所得到的值，作为卸荷电阻的阻值，其中，所述卸荷功率值为获取的网侧有功功率值；或者，所述卸荷功率值为获取的网侧有功功率值与直流母线过压保护装置中的直流支撑电容上的放电功率值之和。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当在开始对变流器的网侧逆变器进行控制之后，判断变流器的直流母线过压保护装置是否存在异常时，基于获取的网侧有功功率值和直流母线的电压值来确定卸荷电阻的阻值的步骤包括：将获取的直流母线的电压值的平方除以卸荷电阻的卸荷功率值所得到的值，作为卸荷电阻的阻值，
其中，所述卸荷功率值为变流器的机侧有功功率值与获取的网侧有功功率值之差；或者，所述卸荷功率值为：变流器的机侧有功功率值与所述直流支撑电容上的放电功率值相加后再减去获取的网侧有功功率值所得到的值。6.一种变流器的直流母线过压保护装置的控制器，其特征在于，所述控制器包括：异常判断单元，根据变流...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔安斌，郭锐，武立国，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：