[发明专利]大功率三相三重直流斩波装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电变流技术，具体是一种大功率三相三重直流斩波装置。

背景技术

风力发电作为一种新型的、清洁的可再生能源，近年来在国内外发展迅猛。为了实现风电并网，需要在风力发电机组与电网之间连接风力发电变流装置。现有风力发电变流装置通常包括由三相PWM整流电路构成的电机侧变流装置和由三相PWM逆变电路构成的电网侧变流装置。其中，三相PWM整流电路用于将风力发电机组输出的幅值变化、频率变化的交流电压整流成直流电压，三相PWM逆变电路用于将直流电压逆变为幅值稳定、频率稳定的交流电压，并与电网连接，输出功率。如图1所示，所述三相PWM整流电路包括由第十七-第二十IGBTM17-M20构成的第一整流桥、由第二十一-第二十四IGBTM21-M24构成的第二整流桥、以及由第二十五-第二十八IGBTM25-M28构成的第三整流桥。所述三相PWM逆变电路包括由第四-第七IGBTM4-M7构成的第一逆变桥、由第八-第十一IGBTM8-M11构成的第二逆变桥、由第十二-第十五IGBTM12-M15构成的第三逆变桥。工作时，三相PWM整流电路的三相输入端连接风力发电机组，三相PWM逆变电路的三相输出端连接电网。通过PWM控制三相PWM整流电路中各个IGBT的电流，达到间接控制直流电压的目的。通过PWM控制三相PWM逆变电路中各个IGBT的电流，达到间接控制交流电压的目的。但由于三相PWM整流电路和三相PWM逆变电路均需采用大功率PWM控制方式，导致现有风力发电变流装置存在设备成本较高、控制较复杂、维修成本较高的问题。为此有必要发明一种全新的风力发电变流装置，以解决现有风力发电变流装置存在的上述问题。

发明内容

本发明为了解决现有风力发电变流装置设备成本较高、控制较复杂、维修成本较高的问题，提供了一种大功率三相三重直流斩波装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：大功率三相三重直流斩波装置，包括电机侧变流装置、电网侧变流装置、以及斩波控制装置；所述电机侧变流装置包括三相不控整流电路和三重升压斩波电路；所述电网侧变流装置包括三相PWM逆变电路；三相不控整流电路的正输出端与三重升压斩波电路的正输入端连接；三相不控整流电路的负输出端与三重升压斩波电路的负输入端连接；三重升压斩波电路的正输出端与三相PWM逆变电路的正输入端连接；三重升压斩波电路的负输出端与三相PWM逆变电路的负输入端连接；三重升压斩波电路的控制端、三相PWM逆变电路的控制端均与斩波控制装置的输出端连接。

工作时，三相不控整流电路的三相输入端连接风力发电机组，三相PWM逆变电路的三相输出端连接电网。三相不控整流电路用于将风力发电机组输出的交流电压整流成直流电压。通过斩波控制装置调节三重升压斩波电路的斩波脉宽比，实现直流电压的稳定。具体而言，当风速较低时，风力发电机组的输出电压较低，此时通过增大三重升压斩波电路的斩波脉宽比，将直流电压稳定在规定电压值。当风速较高时，风力发电机组的输出电压较高，此时通过减小三重升压斩波电路的斩波脉宽比，将直流电压稳定在规定电压值。通过斩波控制装置控制三相PWM逆变电路，将稳定的直流电压逆变为幅值稳定、频率稳定的交流电压，并与电网连接，输出功率。基于上述过程，与现有风力发电变流装置相比，本发明所述的大功率三相三重直流斩波装置采用三相不控整流电路和三重升压斩波电路替代原有的三相PWM整流电路作为电机侧变流装置，大幅减少了电机侧变流装置中的IGBT数量，由此不仅降低了设备成本和维修成本，提高了可靠性，而且简化了控制，使控制变得更加简单。

本发明基于全新的结构，有效解决了现有风力发电变流装置设备成本较高、控制较复杂、维修成本较高的问题，适用于风力发电变流，尤其适用于低风速区直驱型风力发电变流。

附图说明

图1是现有风力发电变流装置的结构示意图。

图2是本发明的电机侧变流装置和电网侧变流装置的结构示意图。

图3是本发明的斩波控制装置的结构示意图。

图4是本发明的第一斩波控制芯片输出的三相斩波PWM控制信号的波形示意图。

具体实施方式