[发明专利]风电变流器控制器、风电变流器和风电变流器的控制方法

说明书

本发明提供一种变流器控制器、变流器和变流器的控制方法，涉及电力系统领域，能够解决直流电压达到IGBT、电容等器件的安全电压时，导致IGBT、电容等器件损坏的问题。变流器控制器包括：接收模块，被配置为接收由变流器中的采集单元以预设采样周期采集的变流器中的直流支撑电容两端的直流电压；计算模块，被配置为基于接收模块接收的当前采样周期的直流电压和前一采样周期的直流电压计算直流支撑电容在当前采样周期的能量增量；能量比较模块，被配置为比较当前采样周期的能量增量与预设能量阈值的大小；输出模块，被配置为当当前采样周期的能量增量大于预设能量阈值时，向变流器中的整流器和逆变器输出IGBT门极关断驱动信号。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种变流器控制器、变流器和变流器的控制方法。

背景技术

在电力的发电系统中，发电机将机械能转化为电能，再经变流器及变压器将电能并入电网中，变流器作为能量转换的器件起到能量转换的作用。变流器主要包括发电机侧的整流器、直流支撑电容、制动单元和电网侧的逆变器，并在与发电机连接处和与电网连接处设置断路器，其中，整流器、制动单元和逆变器统称为变流器的功率单元，其主要由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)构成。在正常情况下，由发电机转化的电能从整流器注入变流器，再经过直流侧的直流支撑电容和制动单元后，由逆变器馈送到电网侧。但是，在上述能量传输过程中，如果电网侧发生故障，电网侧的能量会向变流器传输，则使变流器直流侧的直流电压急剧升高，此时可能就会导致直流电压超出IGBT、电容等器件能够承受的电压，进而会导致IGBT、电容等器件过压击穿，造成器件损坏。为了避免变流器中直流电压过高对IGBT、电容等器件造成损坏，变流器通常会采集直流电压，并根据直流电压判断是否达到IGBT、电容等器件的安全电压，如果达到了安全电压，则采用断开断路器后停机的方式来避免直流电压升高。但是，变流器断开断路器并停机过程中，功率单元中IGBT关断，在IGBT关断的瞬间，会在IGBT端部产生直流电压震荡，由于此时直流电压已经达到了安全电压，所以IGBT振荡电压的峰值会超出IGBT、电容等器件的安全电压，仍然导致IGBT、电容等器件过压击穿。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种变流器控制器、变流器和变流器的控制方法，能够解决变流器断开断路器并停机过程中，在IGBT关断瞬间产生的震荡电压的峰值会超出IGBT、电容等器件的安全电压，从而导致IGBT、电容等器件过压击穿的问题。

第一方面，本发明提供了一种变流器控制器，包括：

接收模块，被配置为接收由变流器中的采集单元以预设采样周期采集的变流器中的直流支撑电容两端的直流电压；

计算模块，被配置为基于接收模块接收的当前采样周期的直流电压和前一采样周期的直流电压计算直流支撑电容在当前采样周期的能量增量；

能量比较模块，被配置为比较当前采样周期的能量增量与预设能量阈值的大小；

输出模块，被配置为当当前采样周期的能量增量大于预设能量阈值时，输出用于封锁变流器中整流器和逆变器的IGBT驱动脉冲的控制信号。

根据本发明的第一个方面，变流器控制器还包括：

第一电压比较模块，被配置为比较接收模块接收的下一采样周期的直流电压与第一预设电压阈值的大小，下一采样周期为当前采样周期之后的下一个周期；

计算模块还被配置为基于下一采样周期的直流电压和当前采样周期的直流电压计算直流支撑电容在下一采样周期的能量增量；

能量比较模块还被配置为比较下一采样周期的能量增量与预设能量阈值的大小；