[发明专利]一种全功率风电并网系统及控制方法

权利要求书

1.一种全功率风电并网系统，其特征在于包括机侧滤波器、3×6矩阵变换器、网侧滤波器、三绕组变压器、控制部分；

机侧滤波器连接直驱式风机和3×6矩阵变换器，限制输入电流的谐波干扰；

3×6矩阵变换器包括18个双向开关，有一组三相输入端和两组三相输出端，输入端通过机侧滤波器和风机连接，输出端通过网侧滤波器和三绕组变压器连接，实现把风机输出的三相电能转换为两组对应电压相位角分别差30°的三相电能；

网侧滤波器接在3×6矩阵变换器和三绕组变压器之间，主要用来滤除矩阵变换器开关器件产生的高频谐波，并实现定功率并网控制；

三绕组变压器绕组1和绕组2分别通过网侧滤波器和3×6矩阵变换器的六相输出端相连，绕组3和电网连接。其中三绕组变压器的绕组1为Y型接线，绕组2为Δ型接线，绕组3为Y型接线，最终实现风力发电机和电网的并网；

控制部分包括机侧控制模块、网侧控制模块、PWM开关信号生成模块，用来实现风机的最大功率追踪控制和双定有功功率、无功功率的并网控制，并通过控制矩阵变换器的开关信号来实现。

2.根据权利要求1所述的一种全功率风电并网系统，其特征在于所述机侧滤波器采用将电容按Y型接法并联在3×6矩阵变换器输入端的方式，主要功能是减少风力发电系统对矩阵变换器的影响，限制输入电流的谐波干扰。

3.根据权利要求1所述的一种全功率风电并网系统，其特征在于所述网侧滤波器采用将电感串联在3×6矩阵变换器输出端的方式，用于滤除高频谐波。

4.根据权利要求1所述的一种全功率风电并网系统，其特征在于所述矩阵变换器的双向开关为共集电极反向串联型IGBT组合。

5.一种全功率风电并网系统控制方法，其特征在于机侧控制用来实现风机的最大功率追踪控制；网侧采用双定功率控制，实现三绕组变压器绕组1的有功功率、无功功率和绕组2的有功功率、无功功率并网控制，其控制模块产生的3×6矩阵变换器输入电流参考信号和输出电压参考信号生成PWM开关信号，实现对3×6矩阵变换器的控制。

6.根据权利要求5所述的一种全功率风电并网系统控制方法，其特征在于机侧采用电流闭环的控制方式，通过控制机侧输入电流i_q的值来实现风机转矩控制，从而实现最大功率追踪控制。

7.根据权利要求5所述的一种全功率风电并网系统控制方法，其特征在于网侧采用功率闭环控制方式，分别通过控制三绕组变压器绕组1和绕组2的输入电流，从而控制绕组1的有功功率、无功功率和绕组2的有功功率、无功功率输入，最终实现并网功率控制。

8.根据权利要求5所述的一种全功率风电并网系统控制方法，其特征在于3×6矩阵变换器的调制策略采用双SVPWM的方式，由控制模块产生的3×6矩阵变换器输入参考电流信号和输出参考电压信号生成SVPWM开关信号，实现对3×6矩阵变换器的控制。