[发明专利]一种用于串联直流海上风电场的风力发电系统

权利要求书

1.一种用于串联直流海上风电场的风力发电系统，其特征在于，包括原动机、齿轮箱、发电机、变压器三电平交直变换器、正极电容C_p、负极电容Cn、三电平直直变换器、正极隔离开关S1、负极隔离开关S2和旁路开关S3；所述的原动机经过齿轮箱驱动发电机的转子旋转，发电机的定子输出交流电压，发电机的电气输出端与变压器的原边连接，变压器的副边与所述的三电平交直变换器的交流端连接，三电平交直变换器的直流正极端、正极电容CP的正极端以及三电平直直变换器的第一直流正极端DC1+相互连接，三电平交直变换器的直流负极端DC-、负极电容Cn的负极端以及三电平直直变换器的第一直流负极端DC1-相互连接；三电平交直变换器的中性线端N、正极电容CP的负极端、负极电容Cn的正极端以及三电平直直变换器的中性线端N1相互连接；所述的三电平直直变换器的第二直流正极端DC2+与所述的正极隔离开关S1的一端相连，正极隔离开关S1的另一端与旁路开关S3的一端相连，作为风力发电系统的直流正极端，三电平直直变换器的第二直流负极端DC2-与所述的负极隔离开关S2的一端相连，负极隔离开关S2的另一端与旁路开关S3的另一端相连，作为风力发电系统的直流负极端。

2.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于其中所述的三电平交直变换器由三个桥臂构成，三个桥臂的结构相同，以A相为例，桥臂由第三半导体开关T3、第四半导体开关T4、第五半导体开关T5、第六半导体开关T6、第三二极管D3和第四二极管D4组成；所述的第三半导体开关T₃的集电极与三电平交直变换器的直流正极端相连，第四半导体开关T4的发射极与负极电容Cn的负极相连；第三半导体开关T3的发射极和第四半导体开关T4的集电极同时与第三二极管D3的负极相连；第五半导体开关T5的发射极和第六半导体开关T6的集电极同时与第四二极管D4的正极相连；第四半导体开关T4的发射极与第五半导体开关T5的集电极相连，作为桥臂的交流侧输出A；所述的第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极同时与三电平交直变换器的中性线端N相连。

3.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于其中所述的三电平直直变换器，由第一半导体开关T1、第二半导体开关T2、第一二极管D1、第二二极管D2、正极电感L1和负极电感L2构成；所述的第一半导体开关T1的集电极与三电平直直变换器的第一直流正极端相连DC1+；所述的第二半导体开关T2的发射极与三电平直直变换器的第一直流负极端DC1-相连；所述的第一半导体开关T1的发射极、第一二极管D1的负极以及正极电感L1的一端相互连接；所述的第二半导体开关T2的集电极、第二二极管的正极和负极电感L2的一端相互连接；所述的第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极相连，作为三电平直直变换器的中性线端N1；所述的正极电感L1的另一端作为三电平直直变换器的第二直流正极端DC2+；负极电感L2的另一端作为三电平直直变换器的第二直流负极端DC2-。