制氢功率变换单元、制氢功率变换器及风力发电制氢系统技术方案

本申请公开了一种制氢功率变换单元、制氢功率变换器及风力发电制氢系统，属于风力发电领域。制氢功率变换单元包括：功率组件，功率组件包括第一壳体，以及第一壳体内的散热器、两个IGBT模块、三个第一开关器件模块、两个第二开关器件模块、原边母线支撑电容、原边电感、隔离变压器、副边电感和副边母线支撑电容，IGBT模块、第一开关器件模块和第二开关器件模块位于散热面，原边电感、副边电感、原边母线支撑电容、副边母线支撑电容和隔离变压器沿第一方向相继分布，与散热器在第二方向上相对设置，两个IGBT模块、原边母线支撑电容、三个第一开关器件模块并联连接，两个第二开关器件模块并联连接。根据本申请实施例能够降低制氢功率变换器的扩容难度。器的扩容难度。器的扩容难度。

【技术实现步骤摘要】
制氢功率变换单元、制氢功率变换器及风力发电制氢系统


[0001]本申请属于风力发电领域，尤其涉及一种制氢功率变换单元、制氢功率变换器及风力发电制氢系统。

技术介绍

[0002]随着能源紧张的加剧，可再生能源成为了备受关注的领域，而风力发电是可再生能源领域中最成熟、最具规模开发条件的可再生能源技术之一。但风能具有强随机性和明显间歇性，会使得风力发电机组的输出功率不断发生变化，风力发电机组单独并网不利于电网的稳定。为了稳定电网，提出了可利用风力发电机组产生的多余的电能用于制氢的方法，从而提高风力发电系统整体的风电消纳能力。
[0003]在向制氢设备传输电能的过程中，需要利用功率变换电路将电能转换为与制氢设备的需求相匹配的电能，但风力发电机组与制氢设备之间的功率变换电路为非标准化的复杂电路，在包括风力发电机组与制氢设备的风力发电制氢系统具有扩容需求时，难以对功率变换电路进行扩容。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种制氢功率变换单元、制氢功率变换器及风力发电制氢系统，能够降低包括制氢功率变换单元的制氢功率变换器的扩容难度。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种制氢功率变换单元，包括：功率组件，功率组件包括第一壳体，以及设置于第一壳体内的散热器、两个IGBT模块、三个第一开关器件模块、两个第二开关器件模块、原边母线支撑电容、原边电感、隔离变压器、副边电感和副边母线支撑电容，其中，IGBT模块、第一开关器件模块和第二开关器件模块位于散热器的散热面，原边电感、副边电感、原边母线支撑电容、副边母线支撑电容和隔离变压器沿第一方向相继分布，与散热器在第二方向上相对设置，两个IGBT模块、原边母线支撑电容、三个第一开关器件模块并联连接，IGBT模块通过原边电感与隔离变压器电连接，两个第二开关器件模块并联连接，第二开关器件模块与隔离变压器电连接，副边母线支撑电容通过副边电感与第二开关器件模块电连接，IGBT模块包括串联的两个以上IGBT器件，第一开关器件模块包括串联的两个以上的第一开关器件，第二开关器件模块包括串联的两个以上的第二开关器件。
[0006]第二方面，本申请实施例提供一种制氢功率变换器，包括：第一柜体，第一柜体内设置有多个隔间；多个第一方面的制氢功率变换单元，制氢功率变换单元位于隔间内，制氢功率变换单元的交流输入端口与交流汇流组件电连接，制氢功率变换单元的直流输出端口与直流汇流组件电连接。
[0007]第三方面，本申请实施例提供一种风力发电制氢系统，包括：风力发电机组；第一变压器；第二方面的制氢功率变换器，通过第一变压器与风力发电机组电连接；制氢设备，与制氢功率变换器电连接。
[0008]本申请实施例提供一种制氢功率变换单元、制氢功率变换器及风力发电制氢系统，制氢功率变换单元可包括功率组件，功率组件包括第一壳体，以及设置于第一壳体内的散热器、IGBT模块、第一开关器件模块、第二开关器件模块、原边母线支撑电容、原边电感、隔离变压器、副边电感、副边母线支撑电容等器件，IGBT模块、第一开关器件模块、第二开关器件模块设置于散热器的散热面，原边电感、副边电感、原边母线支撑电容、副边母线支撑电容和隔离变压器沿第一方向相继分布，与散热器在第二方向上相对设置，使得上述器件紧凑地在第一壳体内分布，形成标准模块化的单元，便于生产、组装和连接，在风力发电制氢系统具有扩容需求时，可通过简单地增加制氢功率变换单元即可实现扩容，降低了包括制氢功率变换单元的制氢功率变换器的扩容难度。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本申请实施例中制氢功率变换单元在一角度下的整体结构示意图；
[0011]图2为本申请实施例中制氢功率变换单元在一角度下的局部结构示意图；
[0012]图3为本申请实施例中制氢功率变换单元在另一角度下的局部结构示意图；
[0013]图4为本申请实施例中制氢功率变换单元在另一角度下的整体结构示意图；
[0014]图5为本申请实施例中制氢功率变换单元中一部分器件的一示例的电气拓扑示意图；
[0015]图6为本申请实施例中制氢功率变换单元中一部分器件的另一示例的电气拓扑示意图；
[0016]图7为本申请实施例中制氢功率变换单元中另一部分器件的一示例的电气拓扑示意图；
[0017]图8为本申请实施例中制氢功率变换单元中另一部分器件的另一示例的电气拓扑示意图；
[0018]图9为本申请实施例中配电模块的一部分器件在制氢功率变换单元中的电气拓扑示意图；
[0019]图10为本申请实施例中配电模块的另一部分器件在制氢功率变换单元中的电气拓扑示意图；
[0020]图11为本申请一实施例中制氢功率变换器的结构示意图；
[0021]图12为本申请实施例中相邻的两个制氢功率变换单元的电连接示意图；
[0022]图13为本申请一实施例中风力发电制氢系统的结构示意图；
[0023]图14为本申请另一实施例中风力发电制氢系统的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领
域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
[0025]随着能源紧张的加剧，可再生能源成为了备受关注的领域，而风力发电是可再生能源领域中最成熟、最具规模开发条件的可再生能源技术之一。但风能具有强随机性和明显间歇性，会使得风力发电机组的输出功率不断发生变化，风力发电机组单独并网不利于电网的稳定。为了稳定电网，提出了可利用风力发电机组产生的多余的电能用于制氢的方法，从而提高风力发电系统整体的风电消纳能力。在向制氢设备传输电能的过程中，需要利用功率变换电路将电能转换为与制氢设备的需求相匹配的电能，但风力发电机组与制氢设备之间的功率变换电路为非标准化的复杂电路，在包括风力发电机组与制氢设备的风力发电制氢系统具有扩容需求时，难以对功率变换电路进行扩容。
[0026]本申请提供一种制氢功率变换单元、制氢功率变换器及风力发电制氢系统，制氢功率变换单元可包括功率组件，功率组件包括第一壳体，以及设置于第一壳体内的散热器、IGBT模块、第一开关器件模块、第二开关器件模块、电容、电感、隔离变压器等器件，上述器件按照一定关系在第一壳体内分布，以形成标准模块化的单元，便于组装，使得对包括制氢功率变换单元的制氢功率变换器进行扩容更加容易，降低了包括制氢功率变换单元的制氢功率变换器的扩容难度。
[0027]下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢功率变换单元，其特征在于，包括：功率组件，所述功率组件包括第一壳体，以及设置于第一壳体内的散热器、两个IGBT模块、三个第一开关器件模块、两个第二开关器件模块、原边母线支撑电容、原边电感、隔离变压器、副边电感和副边母线支撑电容，其中，所述IGBT模块、所述第一开关器件模块和所述第二开关器件模块位于所述散热器的散热面，所述原边电感、所述副边电感、所述原边母线支撑电容、所述副边母线支撑电容和所述隔离变压器沿第一方向相继分布，与所述散热器在第二方向上相对设置，两个所述IGBT模块、所述原边母线支撑电容、三个所述第一开关器件模块并联连接，所述IGBT模块通过所述原边电感与所述隔离变压器电连接，两个所述第二开关器件模块并联连接，所述第二开关器件模块与所述隔离变压器电连接，所述副边母线支撑电容通过所述副边电感与所述第二开关器件模块电连接，所述IGBT模块包括串联的两个以上IGBT器件，所述第一开关器件模块包括串联的两个以上的第一开关器件，所述第二开关器件模块包括串联的两个以上的第二开关器件。2.根据权利要求1所述的制氢功率变换单元，其特征在于，两个所述IGBT模块沿第二方向相继排布；两个所述第一开关器件模块、两个所述第二开关器件模块沿第二方向相继排布，两个所述IGBT模块与三个所述第一开关器件模块、两个所述第二开关器件模块在第一方向上间隔分布，所述第一方向与所述第二方向相交。3.根据权利要求1所述的制氢功率变换单元，其特征在于，所述功率组件还包括IGBT驱动板，其中，所述IGBT驱动板与所述IGBT模块一一对应设置，所述IGBT驱动板与所述IGBT模块层叠设置，并位于所述IGBT模块远离所述散热器的一侧。4.根据权利要求1所述的制氢功率变换单元，其特征在于，所述第一开关器件模块包括第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一上桥臂包括至少一个所述第一开关器件，所述第一下桥臂包括至少一个所述第一开关器件；所述第一壳体的第一侧壁上设置有第一相交流输入端口、第二相交流输入端口和第三相交流输入端口，其中，三个所述第一开关器件模块中所述第一上桥臂与所述第一下桥臂的连接处分别与所述第一相交流输入端口、所述第二相交流输入端口、所述第三相交流输入端口一一对应电连接。5.根据权利要求4所述的制氢功率变换单元，其特征在于，所述第二开关器件模块包括第二上桥臂和第二下桥臂，所述第二上桥臂包括至少一个所述第二开关器件，所述第二下桥臂包括至少一个所述第二开关器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨有涛，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：