用于可调速风电机组中的变流装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于可调速风电机组中的变流装置，包括整流电路，其特征是：整流电路与一个可控硅有源逆变器或由一个以上的可控硅有源逆变器通过串并联组合而成的可控硅有源逆变电路联接，且在可控硅有源逆变电路中串联有直流电抗器。其优点是：使用该变流装置后，发电机在一象限运行，发电机只能工作在发电状态而不能工作在电动状态，电能只能一个方向流动，即电能由发电机流向变流器然后送到电网。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于可调速风电机组中的变流装置。专利技术背景可调速风力发电机组，也称为变速恒频风电机组，目前变速恒频风电机组 发电机主要采用绕线式双馈异步发电机和永磁同步发电机。双馈发电机与鼠笼 异步发电机相比，双馈电机结构复杂、有滑环、价格贵、维护量大，鼠笼发电 机是最简单的发电机，定桨距失速型风电机组发电机通常采用鼠笼发电机，但 定桨距失速型风电机组机型无变流装置，是非可调速的。目前可调速双馈发电 机风电机组和永磁同步发电机风电机组的变流装置主要采用四象限运行的双 P碰变流器，其网侧变流器和电机侧变流器均采用全控型器件，以P丽方式运 行，采用四象限变流器的风电机组发电机存在可能运行在电动状态的缺点，发 电机运行在电动状态时风电机组不向电网送电反而从电网吸收电能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服以上变速恒频风电机组四象限变流器的不足之 处，提供一种发电机一象限运行的用于可调速风电机组中的变流装置，使用该 变流装置后，发电机只能工作在发电状态而不能工作在电动状态，电能只能一 个方向流动，即电能由发电机流向变流器然后送到电网。本专利技术的目的是通过以下方式实现的-本专利技术的变流装置包括整流电路，其特征是整流电路与一个可控硅有源 逆变器或由一个以上的可控硅有源逆变器通过串并联组合而成的可控硅有源逆 变电路联接，且在可控硅有源逆变电路中串联有直流电抗器。本专利技术的变流装置用于可调速风电机组中，其整流电路与发电机联接，可 控硅有源逆变电路与电网的变压器联接；风电机组中的发电机为鼠笼异步发电机或同步发电机。针对风电机组中的发电机的不同，本专利技术的变流装置中整流电路可以采用 全控器件p丽逆变器或不控器件二极管整流器。本专利技术的优点是使用该变流装置后，发电机在一象限运行，发电机只能 工作在发电状态而不能工作在电动状态，电能只能一个方向流动，即电能由发 电机流向变流器然后送到电网。附图说明图1为鼠笼异步发电机可调速风电机组变流装置联接图; 图2为同步发电机可调速风电机组变流装置联接图；图3为同步发电机可调速风电机组速带有升压DC/DC变换器的变流装置联 接图；图4为具有直流母线的同步发电机可调速风电机组群变流装置联接图。 图5为具有直流母线的同步发电机可调速风电机组群多重化变流装置联接具体实施方式参照附图，本专利技术的变流装置中电网侧变流器采用半控器件可控硅有源逆 变器6。当变流装置中直流电压较高时，可控硅有源逆变器/ 角较小，功率因数 较高，当采用多重化技术可进一步提高功率因数。有源逆变器6是一个基本形 式，在风电机组实际应用中，可由多个有源逆变器6组合而成，使电流更大、 电压更高、波形更好、谐波更小，有源逆变器6中的每一个可控硅支路可由多 个可控硅器件串并联组成组件。在鼠笼异步发电机可调速风电机组变流装置2 中，电机侧采用全控器件PWM逆变器3，如图1所示。在同步发电机可调速风 电机组变流装置9中，电机侧采用不控器件二极管整流器10，如图2所示。为 了提高直流电压使可控硅逆变器有较高的功率因数，在二极管整流器10和可控 硅有源逆变器6之间设置升压DC/DC变换器12，如图3所示。由于高压直流输 电(HVDC)输电距离长，输电不受电缆电容影响等优点，风电场可采用高压直 流输电方式，直流母线18电压范围6KV 40KV，甚至更高，同步发电机8也同 样采用高压同步发电机，各风电机组可调速同步发电机变流器17输出直流电 压，直接相并联，汇入直流母线18中，省去了风电机组旁变压器，如图4所示。 为了进一步提高可控硅逆变器功率因数，使电压更高、波形更好、谐波更小， 除了在二极管整流器10输出设置升压DC/DC变换器外，采用多重化技术，用多 个可控硅有源逆变器6组合并采用不同组别变压器7，构成具有直流母线的同 歩发电机可调速风电机组群多重化变流装置，如图5所示。可调速风电机组变 流装置实现了风电机组发电机一象限可调速运行。实施例1:图1所示的鼠笼异步发电机可调速风电机组变流装置2连接在鼠笼异歩发 电机1和变压器7之间，鼠笼异步发电机可调速风电机组变流装置2由P丽逆 变器3、直流电容4、直流电抗器5和可控硅有源逆变器6组成，PWM逆变器3 和可控硅有源逆变器6之间联接电容4和直流电抗器5。实施例2:图2所示的同步发电机可调速风电机组变流装置9连接在同步发电机8和 变压器7之间，同步发电机可调速风电机组变流装置9由二极管整流器IO、直 流电抗器5和可控硅有源逆变器6组成，二极管整流器10和可控硅有源逆变器 6之间连接有直流电抗器5。实施例3:图3所示的同歩发电机可调速风电机组带有升压DC/DC变换器的变流装置 11连接在同步发电机8和变压器7之间，同步发电机可调速风电机组带有升压DC/DC变换器的变流装置11由二极管整流器10、升压DC/DC变换器12、直流 电抗器5和可控硅有源逆变器6组成，二极管整流器10和可控硅有源逆变器6 之间连接有升压DC/DC变换器12和直流电抗器5;升压DC/DC变换器12由电 感13、 二极管14、电子开关15和电容16组成。 实施例4:图4所示的具有直流母线的同步发电机可调速风电机组群变流装置17输出 直流电汇入直流母线18，每台风电机组同步发电机8与个变流装置17相 连接，每台风电机组包含一个变流装置17，风电场由多台风电机组构成，多个 变流装置17输出直流电并入风电场直流母线18，直流母线18是高压直输电 (HVDC)，电压为6KV 40KV，甚至更高，电能经过直流母线再通过直流电抗器 5和可控硅有源逆变器6送到变压器7并入电网。实施例5:图5所示的具有直流母线的同步发电机可调速风电机组群多重化变流装置 连接图，在二极管整流器10输出设置升压DC/DC变换器，用多个可控硅有源逆 变器6串联组合并采用不同组别变压器7，实现多重化可控硅有源逆变。直流电抗器5可以连接在可控硅有源逆变器6的共阳极端，也可以连接在 可控硅有源逆变器6的共阴极端。权利要求1、用于可调速风电机组中的变流装置，包括整流电路，其特征是整流电路与一个可控硅有源逆变器或由一个以上的可控硅有源逆变器通过串并联组合而成的可控硅有源逆变电路联接，且在可控硅有源逆变电路中串联有直流电抗器。2、 根据权利要求1所述的变流装置，其特征是整流电路采用全控器件 P丽逆变器或不控器件二极管整流器。3、 根据权利要求1所述的变流装置，其特征是直流电抗器连接在可控硅 有源逆变器的共阳极端，或连接在可控硅有源逆变器的共阴极端。4、 根据权利要求1所述的变流装置在可调速风电机组中的应用，其特征是 变流装置的整流电路与发电机联接，可控硅有源逆变电路与电网的变压器联接； 风电机组中的发电机为鼠笼异步发电机或同步发电机。5、 根据权利要求4所述的变流装置在可调速风电机组中的应用，其特征是 当风电机组中的发电机为鼠笼异步发电机时，变流装置的整流电路采用P丽逆 变器，当风电机组中的发电机为同步发电机时，变流装置的整流电路采用二极 管整流器。6、 根据权利要求5所述的变流装置在可调速风电机组中的应用，其特征是变流装置由全控器件PWM逆变器、半控器件可控硅有源逆变器、电容和直流电抗器组成。7、 根据权利要求5所述的变流装置在可调速风电机组中的应用，其特征是变流装置由不控本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于可调速风电机组中的变流装置，包括整流电路，其特征是：整流电路与一个可控硅有源逆变器或由一个以上的可控硅有源逆变器通过串并联组合而成的可控硅有源逆变电路联接，且在可控硅有源逆变电路中串联有直流电抗器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏毅立，
申请(专利权)人：包头市爱能控制工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：15[中国|内蒙]