[发明专利]风力发电机组高低电压穿越装置、系统及其方法

权利要求书

1.一种风力发电机组高低电压穿越装置，其特征在于，包括：高低压穿越电路（100）、斩波电路（101）和控制单元（102），所述高低压穿越电路（100）连接在变流器（103）与发电机（105）之间，所述斩波电路（101）连接在所述变流器（103）的直流母线上，所述控制单元（102）连接在所述变流器（103）的直流母线上，所述控制单元（102）还与所述高低压穿越电路（100）和所述斩波电路（101）相连；所述高低压穿越电路（100）进一步包括全控型电力电子开关器件电路（400）和耗能电阻（600）；所述全控型电力电子开关器件电路（400）进一步包括斩波管（401）和续流管（402），所述斩波管（401）和续流管（402）串联，所述斩波管（401）与所述耗能电阻（600）并联；

当包括电网（104）电压突然跌落在内的故障导致所述变流器（103）的直流母线电压或所述发电机（105）的转子电流上升到一定阀值时，所述全控型电力电子开关器件电路（400）的斩波管（401）导通，所述全控型电力电子开关器件电路（400）的续流管（402）关断，从而使所述发电机（105）的转子和所述变流器（103）产生旁路，将能量消耗于所述耗能电阻（600），使风力发电机组实现低电压穿越；

当所述变流器（103）的直流母线电压或所述发电机（105）的转子电流恢复到一定阀值时，所述全控型电力电子开关器件电路（400）的斩波管（401）关断，所述全控型电力电子开关器件电路（400）的续流管（402）导通，对所述耗能电阻（600）进行续流，从而可以启动所述变流器（103）的机侧变流器（1032）；

当包括电网（104）电压骤升在内的故障导致所述变流器（103）的直流母线电压或所述发电机（105）的转子电流上升到一定阀值时，所述控制单元（102）控制所述斩波电路（101）导通，释放所述直流母线上的能量，从而降低所述直流母线上的电压，使风力发电机组实现高电压穿越。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组高低电压穿越装置，其特征在于：所述高低压穿越电路（100）还包括三相不控整流器（200）、吸收电路（300）和全控型电力电子开关器件吸收电路（500），所述三相不控整流器（200）、吸收电路（300）、全控型电力电子开关器件电路（400）、全控型电力电子开关器件吸收电路（500）和耗能电阻（600）依次相连；

所述三相不控整流器（200）用于对来自所述变流器（103）输出端和所述发电机（105）转子侧的三相交流电压进行整流处理；

所述吸收电路（300）包括并联的电阻R1和电容C1，用于对经过所述三相不控整流器（200）整流的输出电压中的谐波进行滤波处理；

所述全控型电力电子开关器件吸收电路（500），用于吸收所述全控型电力电子开关器件电路（400）中斩波管（401）和续流管（402）在开关过程中产生的谐波。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组高低电压穿越装置，其特征在于：所述全控型电力电子开关器件吸收电路（500）包括两组相互串联的吸收子电路，所述两组吸收子电路各自并联在所述斩波管（401）和续流管（402）的两端。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组高低电压穿越装置，其特征在于：所述吸收子电路采用电阻（R）和电容（C）串联支路或单独的电容（C）支路或电阻（R）与二极管（D）并联后再与电容（C）串联的支路。

5.根据权利要求2、3、4中任一权利要求所述的一种风力发电机组高低电压穿越装置，其特征在于：所述高低压穿越电路（100）包括两组以上的全控型电力电子开关器件电路（400），所述两组以上的全控型电力电子开关器件电路（400）相互并联，在所述全控型电力电子开关器件电路（400）的两端均并联有所述全控型电力电子开关器件吸收电路（500）。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电机组高低电压穿越装置，其特征在于：所述全控型电力电子开关器件电路（400）采用包括但不限于绝缘栅极双极型晶体管或集成门极换流晶闸管或可关断晶闸管在内的开关控制部件作为全控型电力电子开关器件，所述全控型电力电子开关器件电路（400）包括三个以上的全控型电力电子开关器件，所述三个以上的全控型电力电子开关器件相互串联。