本发明专利技术涉及一种基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置。本发明专利技术主要是解决现有的大功率电力电子器件存在的极易产生过热现象、造成器件失效的技术问题。本发明专利技术的技术方案是：基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置，它包括发电机侧变换器、过电压保护电路、电网侧变换器、同期并网开关、同期并网开关控制器、滤波器、电网侧变换器控制器、人机界面控制器和发电机侧变换器控制器；所述发电机侧变换器的左侧接入端通过电感L1、电感L2、电感L3和断路器DL2、断路器DL3、断路器DL4与外接接头X、Y、Z连接，外接接头X、Y、Z与风力发电机转子绕组接头U1、V1、W1连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装 置，它属于一种用于新能源节能减排领域中的风力发电机的控制系统。
技术介绍
随着电力电子元器件和控制系统结构的发展，如可关断的可控硅整流器(GTO)，绝 缘栅型双极三极管(IGBT)的开发以及变频技术结构形式和控制技术的发展，使得大功率 电力电子器件被广泛应用于新能源领域如风力发电的控制系统当中。但对GTO来说，通过 门极电路来控制装置件导通关断，其关断过程是非均勻的，易产生局部过热现象，造成器件 失效。而以IGBT为代表的晶体管类器件，工作频率高，关断时间短，过程均勻，但由于单管 容量有限，在风力发电的大电流长期运行过程当中，极易产生过热现象，若冷却问题处理不 当，会造成IGBT管子失效或损坏，进而导致整个风力发电控制系统瘫痪。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有的大功率电力电子器件存在的极易产生过热现象、造成 器件失效的技术问题，并提供一种能对异步感应发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发 电机三种风力发电机通用且不易产生过热现象和降低风力发电成本的基于集成门极换流 晶闸管(IGCT)的多功能风力发电机控制装置。本专利技术为解决上述技术难点而采用的技术方案是基于集成门极换流晶闸管 (IGCT)的多功能风力发电机控制装置，其中它包括发电机侧变换器、过电压保护电路、电 网侧变换器、同期并网开关、同期并网开关控制器、滤波器、电网侧变换器控制器、人机界 面控制器和发电机侧变换器控制器；所述发电机侧变换器的左侧接入端通过电感Li、电感 L2、电感L3和断路器DL2、断路器DL3、断路器DL4与外接接头X、Y、Z连接，外接接头X、Y、 Z与风力发电机转子绕组接头U1、V1、W1连接，发电机侧变换器控制器的信号输出端与发电 机侧变换器的信号输入端连接对发电机侧变换器和断路器DLl发出触发信号，发电机侧变 换器控制器的信号输入端与风力发电机的定子U、V、W、转子U1、VI、W1、以及直流系统中的 电容Cl、电容C2和过电压保护电路连接，以接收发电机转子电压、电流反馈信息、发电机转 速位置反馈信息、定子电压、电流反馈信息、直流电压、电流反馈信息和保护电流反馈信息； 所述电网侧变换器的右侧输出端通过电感Ll'、电感L2'、电感L3'与同期并网开关的左 侧输入端连接，电网侧变换器控制器的信号输出端与电网侧变换器的信号输入端连接对电 网侧变换器发出触发信号，电网侧变换器控制器的信号输入端与直流系统中的电容Cl’、电 容C2’和过电压保护电路连接，以接收直流电压、电流反馈信息、保护电流反馈信息、电抗器 前三相电流、电压反馈信息及同期并网前三相电流、电压反馈信息；同期并网开关控制器的 信号输出端与同期并网开关的控制端连接以在并网时向同期并网开关发出触发信号，同期 并网开关控制器的信号输入端与同期并网开关两侧和滤波器的L4、L5、L6上端连接，以接 收对同期并网前后的三相电压和电流反馈信息；所述发电机侧变换器控制器、电网侧变换器控制器、同期并网开关控制器分别与人机界面控制器连接以进行实时通讯。所述发电机侧变换器由集成门极换流晶间管IGCT开关Q1-Q6和二极管D1-D6组 成，每个二极管与相对应的集成门极换流晶闸管IGCT开关并联，以实现发电机侧的整流和 逆变过程；集成门极换流晶闸管IGCT开关Ql的K极与电感Ll的右端、二极管Dl的正极、 集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4的A极和二极管D4的负极连接；集成门极换流晶闸管 IGCT开关Q2的K极与电感L2的右端、二极管D2的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5 的A极和二极管D5的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3的K极与电感L3的右 端、二极管D3的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6的A极和二极管D6的负极连接； 集成门极换流晶闸管IGCT开关Ql的A极、二极管Dl的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开 关Q2的A极、二极管D2的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q3的A极、二极管D3的负 极与断路器DLl的左端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4的K极、二极管D4的正极、 集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5的K极、二极管D5的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开 关Q6的K极和二极管D6的正极与该控制装置中的直流回路的负极连接。所述电网侧变换器由集成门极换流晶闸管IGCT开关Ql' -Q6'和二极管 Dl' -D6'组成，每个二极管与相对应的集成门极换流晶闸管IGCT开关并联，以实现电网 侧的整流和逆变过程；集成门极换流晶闸管IGCT开关Ql'的A极与断路器DLl'的右端、 二极管Dl'的负极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2'的A极、二极管D2'的负极、集 成门极换流晶闸管IGCT开关Q3'的A极和二极管D3'的负极连接；集成门极换流晶闸管 IGCT开关Q4'的K极、二极管D4'的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q5'的K极、二 极管D5'的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6'的K极和二极管D6'的正极与该控 制装置中的直流回路的负极连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Ql'的K极、二极管Dl' 的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q4'的A极和二极管D4'的负极与电感Ll'的左 端连接；集成门极换流晶闸管IGCT开关Q2'的K极、二极管D2'的正极、集成门极换流晶 闸管IGCT开关Q5'的A极和二极管D5'的负极与电感L2'的左端连接；集成门极换流晶 闸管IGCT开关Q3'的K极、二极管D3'的正极、集成门极换流晶闸管IGCT开关Q6‘的A 极和二极管D6'的负极与电感L3'的左端连接。所述风力发电机为异步感应发电机、双馈线感应发电机或永磁直驱发电机中的任 意一种；当风力发电机为异步感应发电机或永磁直驱发电机时，发电机定子侧接头U、V、W 与外接接头X、Y、Z连接；当风力发电机为双馈线感应发电机时，发电机转子侧接头U1、VI、 Wl与外接接头X、Y、Z连接。所述过电压保护电路由二极管D7、电阻Rl、R2和集成门极换流晶闸管IGCT开关 Q7组成，二极管D7的正极、电阻Rl的下端与集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7的A端相 连，集成门极换流晶闸管IGCT开关Q7的K端与电阻R2的上端相连，电阻R2的下端通过电 容C2、C2'的负极与该控制装置中的直流回路的负极连接，二极管D7的负极和电阻Rl的 上端与断路器DLl的右端、电容C1、C1'的正极、断路器DLl'的左端连接；以防止电路中大 电压、大电流对电路的冲击，有效的保护整个电路。所述同期并网开关由晶闸管SCR1-SCR6组成，晶闸管SCRl的阳极和晶闸管SCR2 的阴极与电感Ll ‘的右端和滤波器电感L4的上端连接，晶闸管SCR3的阳极和晶闸管SCR4 的阴极与电感L2'的右端和滤波器电感L5的上端连接，晶闸管SCR5的阳极和晶闸管SCR6的阴极与电感L3 ‘的右端和滤波器电感L6的上端连接；晶闸管SCRl的阴极和晶闸管SCR2 的阳极通过断路器DL5左端与电网A相连接，晶闸管SCR3的阴极和晶闸管SCR4的阳极通 过断路器DL6左端与电网B相连接，晶闸管SCR5的阴极和晶闸管SCR6的阳极通过断路器 D本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于集成门极换流晶闸管（ＩＧＣＴ）的多功能风力发电机控制装置，其特征是：它包括发电机侧变换器、过电压保护电路、电网侧变换器、同期并网开关、同期并网开关控制器、滤波器、电网侧变换器控制器、人机界面控制器和发电机侧变换器控制器；所述发电机侧变换器的左侧接入端通过电感Ｌ１、电感Ｌ２、电感Ｌ３和断路器ＤＬ２、断路器ＤＬ３、断路器ＤＬ４与外接接头Ｘ、Ｙ、Ｚ连接，外接接头Ｘ、Ｙ、Ｚ与风力发电机转子绕组接头Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１连接，发电机侧变换器控制器的信号输出端与发电机侧变换器的信号输入端连接对发电机侧变换器和断路器ＤＬ１发出触发信号，发电机侧变换器控制器的信号输入端与风力发电机的定子Ｕ、Ｖ、Ｗ、转子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、以及直流系统中的电容Ｃ１、电容Ｃ２和过电压保护电路连接，以接收发电机转子电压、电流反馈信息、发电机转速位置反馈信息、定子电压、电流反馈信息、直流电压、电流反馈信息和保护电流反馈信息；所述电网侧变换器的右侧输出端通过电感Ｌ１′、电感Ｌ２′、电感Ｌ３′与同期并网开关的左侧输入端连接，电网侧变换器控制器的信号输出端与电网侧变换器的信号输入端连接对电网侧变换器发出触发信号，电网侧变换器控制器的信号输入端与直流系统中的电容Ｃ１’、电容Ｃ２’和过电压保护电路连接，以接收直流电压、电流反馈信息、保护电流反馈信息、电抗器前三相电流、电压反馈信息及同期并网前三相电流、电压反馈信息；同期并网开关控制器的信号输出端与同期并网开关的控制端连接以在并网时向同期并网开关发出触发信号，同期并网开关控制器的信号输入端与同期并网开关两侧和滤波器的Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６上端连接，以接收对同期并网前后的三相电压和电流反馈信息；所述发电机侧变换器控制器、电网侧变换器控制器、同期并网开关控制器分别与人机界面控制器连接以进行实时通讯。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑德化，王世杰，张晓巍，杨文元，范莉平，李刚菊，谢兰，朱蓬帅，
申请(专利权)人：山西合创电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：14
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。