[实用新型]一种双PWM矢量控制双馈风电变流器

说明书

(一)技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种双PWM矢量控制双馈风电变流器。

(二)背景技术

风力发电成为近年来发展最快的能源，在电网中的比重越来越大。交流励磁双馈电机变速恒频风力发电系统，采用的发电机为转子交流励磁的双馈发电机，其结构与绕线式异步感应电机类似。定子绕组直接接入电网，转子绕组由频率、幅值、相位可调的电源供给三相低频励磁电流，在转子中形成一个低速旋转磁场，这个磁场旋转速度与转子的机械转速相加等于定子磁场的同步转速。从而在发电机定子绕组中感应出工频电压。由于这种变速恒频控制方案是在转子电路实现的，流过转子电路的功率是由交流励磁发电机转速运行范围所决定的转差功率，该转差功率仅为定子额定功率的一小部分，因此图1-2中所示的双向变流器的容量仅为发电机容量的一小部分，这样该变流器的成本、体积大大降低。

(三)发明内容

变流器是双馈风力发电机组的重要组成部分。为满足风力发电机组在无人值守情况下长时间稳定运行的要求，变流器的主要功能就是即时间响应风机控制器的命令，最大限度的向电网输送能量。此风电变流器就是为满足上述要求而设计的。

为达到上述目的，本实用新型专利的技术方案如下：

一种双PWM矢量控制双馈风电变流器，包括IGBT功率单元、变流器的控制单元、变流器的供电及配电单元、网侧滤波器单元、并网断路器单元、网侧进线接触器、加热和冷却单元、预充电支路和crowbar单元，crowbar单元和IGBT功率单元连接，网侧滤波器单元和IGBT功率单元连接，预充电支路和网侧滤波器单元连接，网侧进线接触器和网侧滤波器单元连接，并网断路器单元分别和预充电支路、网侧进线接触器连接，变流器的控制单元和IGBT功率单元连接，变流器的供电及配电单元和变流器的控制单元连接，加热和冷却单元与变流器的供电及配电单元连接。

本实用新型还具有如下特征：

1、所述的IGBT功率单元包括制动单元、网侧A相功率单元、网侧B相功率单元、网侧C相功率单元、机侧A相功率单元、机侧B相功率单元和机侧C相功率单元，网侧A相功率单元、网侧B相功率单元和网侧C相功率单元组成网侧变流器，机侧A相功率单元、机侧B相功率单元和机侧C相功率单元组成机侧变流器，网侧变流器和机侧变流器通过直流母线以背靠背形式连接，制动单元分别与网侧变流器和机侧变流器连接。

2、所述的变流器的控制单元包括主DSP控制板、IO量控制板、网侧DSP控制板、网侧模拟信号调理板、机侧DSP控制板、机侧模拟信号调理板、电能测量板和过温报警与控制单元，网侧DSP控制板和网侧模拟信号调理板连接，机侧DSP控制板和机侧模拟信号调理板连接，网侧DSP控制板和机侧DSP控制板组成变流器DSP控制板单元，网侧模拟信号调理板和机侧模拟信号调理板组成变流器模拟信号调理板单元，变流器DSP控制板单元和变流器模拟信号调理板单元连接，IO量控制板与变流器模拟信号调理板单元连接，主DSP控制板分别和电能测量板、IO量控制板、变流器DSP控制板单元、过温报警与控制单元连接。

3、所述的变流器的供电及配电单元包括低压直流隔离电源和UPS供电电源，低压直流隔离电源连接UPS供电电源。

4、所述的网侧滤波器单元由三相LCR滤波元件组成。

本实用新型具有如下特点：

1、采用DSP作为核心控制芯片，大大提高了功率变换的实时性和快速性。

2、空间矢量PWM控制技术，可以实现四象限运行和有功无功解耦控制，可以根据电网需求进行无功补偿。

3、先进的PID控制算法，实现零冲击并网，自动软并网和软解列控制，实现随机风速下的电功率平滑控制。

4、强弱电间隔离完善，系统强弱电间采用光纤隔离，避免了强弱电间的相互干扰。

5、标准CANOPEN通讯接口，可以按主控器的数据格式灵活配置PDO内容，方便与主控制器通讯。

6、可以在线监视变流器的运行参数和各个状态，包括：电压，电流，有功功率，无功功率，累计发电量，电机转速等。

7、具有过压，过流，过温等故障的检测与保护功能和显示功能。

8、功率模块采用压接技术，保证在震动的机舱内也能可靠运行。

(四)附图说明：

图1为本实用新型组成原理框图；