[发明专利]风电变流器结构及包含其的风力发电系统

权利要求书

1.一种用于风电系统的变流器结构，该风电系统包括一塔架，其特征在于，所述变流器结构包括：

多个机侧变流器，设置于所述塔架顶部的机舱内，每一机侧变流器具有一交流输入侧和一直流输出侧，其中，所述交流输入侧连接至风机的一三相绕组，以及所述直流输出侧输出一直流电压；

多个网侧变流器，设置于所述塔架的底部或外部，每一网侧变流器具有一直流输入侧和一交流输出侧，其中，所述直流输入侧耦接至所述机侧变流器的直流输出侧；

至少一直流母线，跨接于所述机侧变流器的直流输出侧和所述网侧变流器的直流输入侧之间；以及

一隔离变压器，其原边电性连接至所述网侧变流器的交流输出侧，其副边电性连接至一电网，所述隔离变压器用于将所述交流输出侧输出的一交流电压经升压后传送至所述电网。

2.根据权利要求1所述的变流器结构，其特征在于，所述每一机侧变流器为一三相PWM整流器，用于将来自所述风机的交流电压整流为所述直流电压。

3.根据权利要求1所述的变流器结构，其特征在于，所述每一网侧变流器为一三相PWM逆变器，用于将来自所述机侧变流器的直流电压逆变为所述交流电压。

4.根据权利要求1所述的变流器结构，其特征在于，所述多个机侧变流器包括一第一组机侧变流器和一第二组机侧变流器，所述多个网侧变流器包括一第一组网侧变流器和一第二组网侧变流器，

其中，所述第一组机侧变流器的直流输出侧藉由一直流母线连接至所述第一组网侧变流器的直流输入侧，以及所述第二组机侧变流器的直流输出侧藉由另一直流母线连接至所述第二组网侧变流器的直流输入侧。

5.根据权利要求1所述的变流器结构，其特征在于，所述多个机侧变流器包括一第一组机侧变流器和一第二组机侧变流器，所述多个网侧变流器包括一第一组网侧变流器和一第二组网侧变流器，

其中，所述第一组机侧变流器的直流输出侧与所述第二组机侧变流器的直流输出侧藉由一直流母线并联连接，所述第一组网侧变流器的直流输入侧与所述第二组网侧变流器的直流输入侧并联连接，并且所述直流母线还电性连接至所述第一组网侧变流器的直流输入侧或所述第二组网侧变流器的直流输入侧。

6.根据权利要求4或5所述的变流器结构，其特征在于，所述风机为3N相全功率风力发电机，N为自然数。

7.根据权利要求6所述的变流器结构，其特征在于，所述全功率风力发电机为永磁同步发电机或电励磁同步发电机。

8.根据权利要求6所述的变流器结构，其特征在于，所述第一组机侧变流器和第二组机侧变流器中的至少一组包括一第一机侧变流器和一第二机侧变流器，当N为1时，所述第一机侧变流器的交流输入侧以及所述第二机侧变流器的交流输入侧均电性连接至所述三相全功率风力发电机的三相绕组。

9.根据权利要求6所述的变流器结构，其特征在于，所述第一组机侧变流器和第二组机侧变流器中的至少一组包括一第一机侧变流器和一第二机侧变流器，当N大于1时，所述第一机侧变流器的交流输入侧电性连接至所述风机的一三相绕组，所述第二机侧变流器的交流输入侧电性连接至所述风机的另一三相绕组。

10.根据权利要求8或9所述的变流器结构，其特征在于，所述第一机侧变流器和第二机侧变流器均为一桥式电路，并且所述桥式电路由两电平桥臂、三电平桥臂或维也纳电路组成。

11.根据权利要求4或5所述的变流器结构，其特征在于，所述第一组网侧变流器和第二组网侧变流器中的至少一组包括一第一网侧变流器和一第二网侧变流器。

12.根据权利要求11所述的变流器结构，其特征在于，所述隔离变压器为一多绕组变压器，其中，所述隔离变压器原边侧的多个绕组分别耦接至所述第一网侧变流器和第二网侧变流器各自的交流输出侧，所述隔离变压器的副边侧连接至所述电网。

13.根据权利要求12所述的变流器结构，其特征在于，所述第一网侧变流器和第二网侧变流器各自的交流输出侧经由滤波单元连接至所述隔离变压器。

14.根据权利要求11所述的变流器结构，其特征在于，所述隔离变压器为一两绕组变压器，其中，所述隔离变压器原边侧的单个绕组分别经由一环流抑制单元连接至所述第一网侧变流器和第二网侧变流器各自的交流输出侧。