[发明专利]一种风电变流器控制方法、电力设备控制装置及变流器

说明书

本发明公开了一种风电变流器控制方法，提供风电变流器，所述风电变流器包括网侧变换器、机侧变换器、网侧控制器及机侧控制器，所述网侧控制器控制所述网侧变换器采用三电平单极性发波，所述机侧控制器控制所述机侧变换器采用三电平双极性发波，该风电变流器控制方法能够减小三电平拓扑直流母线电压纹波，同时保持三电平拓扑网侧电流谐波小、机侧电压du/dt和电压尖峰小的优点，又不会增加变流器成本和体积；同时本发明还公开了一种电力设备控制装置及变流器。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种风电变流器控制方法。

背景技术

单机容量增大是目前风电机组的发展趋势之一，随着风电机组的容量增大，输入输出电流越来越大，这导致了电缆成本增加、“扭缆”等问题，为了减小电流，需要提高机组电机、变流器、变压器的电压等级，如从目前常用的690V提高到1140V、3300V，对于1140V、3300V电压等级，风电变流器一般采用三电平拓扑，三电平拓扑可以采用电压等级更低的IGBT等功率半导体器件，也可以减小输入输出电流谐波，减小施加在电机上的电压du/dt以及电压尖峰。

目前三电平拓扑一般采用空间矢量调制或载波层叠发波方式，采用这两种方式时，三电平拓扑由于其固有的特点，网侧三电平变换器、机侧三电平变换器分别会在母线中点产生3倍于其工作频率的较大电流，正、负母线电压纹波相应的也较大，特别是电机工作频率低、功率因数低时，母线电压纹波会很大，这会降低母线电容寿命，而且机侧变换器导致的3倍频母线纹波会使网侧产生间谐波污染电网、影响网侧变换器工作稳定性。

现有技术一般采用增大母线电容容量、或者增加平衡电路的方法来减小母线电压纹波，但是这些措施会增加变流器的成本、增大变流器的体积。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种风电变流器控制方法，该风电变流器控制方法能够减小三电平拓扑直流母线电压纹波，同时保持三电平拓扑网侧电流谐波小、机侧电压du/dt和电压尖峰小的优点，又不会增加变流器成本和体积。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种风电变流器控制方法，提供风电变流器，所述风电变流器包括网侧变换器、机侧变换器、网侧控制器及机侧控制器，所述网侧控制器控制所述网侧变换器采用三电平单极性发波，所述机侧控制器控制所述机侧变换器采用三电平双极性发波。

优选地，所述单极性发波为：所述网侧变换器在网侧参考电压的正半周输出正电平和零电平，所述网侧变换器在网侧参考电压的负半周输出负电平和零电平。

优选地，所述网侧控制器通过网侧调制器控制网侧变换器的发波方式，在单极性发波中，网侧控制器使用所述网侧参考电压与网侧调制器产生的第一载波和第二载波比较产生网侧变换器三电平功率管的驱动信号以获得单极性输出电平，所述网侧调制器产生的第一载波与第二载波之间关系为层叠关系。

优选地，所述层叠关系为：所述网侧调制器产生的第一载波的最小值等于所述网侧调制器产生的第二载波的最大值。

优选地，在所述双极性发波中，所述机侧变换器在机侧参考电压的正半周输出正电平、负电平和零电平，所述机侧变换器在机侧参考电压的负半周输出正电平、负电平和零电平。

优选地，所述机侧控制器通过机侧调制器控制机侧变换器的发波方式，在双极性发波中，机侧控制器使用所述机侧参考电压与机侧第一载波和机侧第二载波比较产生机侧变换器三电平功率管的驱动信号以获得双极性输出电平，所述机侧变换器产生的第一载波与第二载波的关系为交叠关系。

优选地，所述交叠关系为：所述机侧调制器产生的第一载波的最小值小于所述机侧调制器产生的第二载波的最大值，所述机侧调制器产生的第一载波的最大值大于所述机侧调制器产生的第二载波的最大值。