[发明专利]一种直驱型风力发电机组变流器充电电阻选型方法

权利要求书

1.一种直驱型风力发电机组变流器充电电阻选型方法，其特征在于，包括：

A、将变流器系统主拓扑进行分解化简，形成直流母线电容充电回路等效电路，所述等效电路的直流电源电压Us等效整流桥输出电压，Us上直接串联直流侧充电电阻R和直流母线电解电容C；

根据所述等效电路计算直流侧充电电阻R的电阻值及直流侧充电平均电流，进而计算直流侧充电电阻平均功率、直流侧最大冲击电流及直流侧瞬时冲击功率；

B、根据实际充电回路采用网侧IGBT的反并联二极管作为充电整流桥，充电电阻配置在交流侧的情况，将步骤A中直流侧充电回路计算得到的参数折算到交流侧，交流侧的基本参数包括：交流侧电流平均值、交流侧充电电阻平均功率、交流侧充电电阻阻值、交流侧冲击电流；

在交流侧充电电阻阻值的附近选择实际充电电阻阻值，并根据该实际充电电阻阻值核算交流侧冲击功率；

C、采用Matlab对步骤B中的充电回路进行仿真，验证步骤B中的实际充电电阻相关参数是否正确，确认正确后，根据上述参数及实际运行工况选择合适的变流器充电电阻的选择参数，选择参数包括充电电阻的阻值、充电电阻平均功率、充电电阻冲击功率、充电电阻额定电压。

2.根据权利要求1所述的直驱型风力发电机组变流器充电电阻选型方法，其特征在于，所述步骤A中的具体推导计算方法为：

首先，根据等效电路，求解一阶电路得到方程：

uC=US(1-e-tτ)]]>

该式中，Us等效整流桥输出电压，整流桥为三相整流桥，u_C为直流母线电解电容对应的电压，即预充电电压，e为自然常数，t为充电时间，τ为一阶电路时间常数；

一阶电路时间常数τ＝RC

该式中，R为直流侧充电电阻，C为直流母线电解电容；

根据上述公式计算得到直流侧充电电阻R的阻值；

其次,根据计算得到的直流侧充电电阻R的阻值及下述公式分别计算：

直流侧充电平均电流为：

直流侧充电电阻平均功率为：

直流侧最大冲击电流为：

直流侧瞬时冲击功率为：

所述步骤B中折算方法为：

将直流电源电压Us转换成实际的三相整流桥，直流侧充电电阻R等效到交流侧三个电阻；

根据功率守恒原理，得到交直流侧电流的关系：

3Uaia=UCIC=22UaIC]]>

式中，U_a、i_a分别为交流侧a相的电压和交流侧的平均电流；I_C等于直流侧充电平均电流i_av；

根据上式得到交流侧电流平均值为i_a：

i_a＝0.94I_C

交流侧充电电阻平均功率：

Pav=ia2Ra]]>

该式中的交流侧充电电阻平均功率为步骤A中的直流侧充电电阻平均功率的2/3；

根据上式得交流侧充电电阻R_a；

交流侧冲击电流为：

imax=UsRa]]>

当交流侧冲击电流余量较大时，重新选择实际充电电阻阻值Rs；根据该阻值计算交流侧冲击功率；

Pmax=Us2Rs.]]>

3.根据权利要求1-2任一项所述的直驱型风力发电机组变流器充电电阻选型方法，其特征在于，还包括步骤D，通过现场挂机验证步骤C中获得的充电电阻的可靠性。