[发明专利]风力发电并网逆变器及其控制方法

说明书

本申请提供了一种风力发电并网逆变器及其控制方法，涉及风力发电技术领域。风力发电并网逆变器的控制方法包括：当检测到刹车指令时，控制逆变电路停止逆变；控制并网开关断开；控制卸荷电路进行卸荷；最后控制电子制动开关闭合。本申请的风力发电并网逆变器结构简单、运行可靠，采用本申请的控制方法可以在风力发电机正常运行过程中有效地控制直流母线电压，以及在风力发电机满足刹车条件时可以快速、有效、安全地实现风力发电机刹车制动。

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风力发电并网逆变器及其控制方法。

背景技术

目前，风力发电并网逆变器通常包括整流电路、卸荷电路、升压电路和逆变电路。风力发电并网逆变器与风力发电机以及电网构成风力发电并网系统。风力发电机的三相交流输出端与整流电路的输入端连接，整流电路的输出端通过卸荷电路与升压电路的输入端连接，升压电路的输出端与逆变电路的直流侧连接、逆变电路的交流侧与电网连接。

为了保证直流母线电压低于预设阈值，以防止电压过高烧毁逆变器，现有技术中通常利用卸荷电路进行卸荷，以抑制直流母线电压的上升，保证直流母线电压低于预设阈值。然而，在风速迅速增大的情况下，直流母线电压也会迅速增大，利用卸荷电路进行卸荷不足以抑制直流母线电压的上升，导致直流母线电压过高。并网运行过程中，当风力发电机需要刹车时，如果直接卸荷进行刹车制动的话，电网能量会向逆变器倒灌，消耗电网能量；现有制动方法不能保证风力发电机安全有效地制动，容易烧毁风力发电机。

发明内容

本申请的目的在于提供一种结构简单、运行可靠的风力发电并网逆变器及其控制方法，可以防止风力发电机刹车制动时电网能量倒灌至逆变器，快速、有效、安全地实现风力发电机刹车制动。

具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种风力发电并网逆变器的控制方法，所述方法应用于风力发电并网逆变器的控制部件中，所述风力发电并网逆变器还包括：电子制动开关、三相桥式半控整流电路、卸荷电路、逆变电路和并网开关，所述电子制动开关连接于风力发电机输出端与所述三相桥式半控整流电路输入端之间，所述三相桥式半控整流电路的输出端连接所述卸荷电路的输入端，所述卸荷电路的输出端连接直流母线，所述直流母线与所述逆变电路的直流侧连接，所述逆变电路的交流侧通过所述并网开关与电网连接，所述控制部件分别与所述电子制动开关、三相桥式半控整流电路、所述卸荷电路、所述逆变电路和所述并网开关连接，所述风力发电并网逆变器的控制包括以下步骤：步骤S1、当检测到刹车指令时，控制所述逆变电路停止逆变；步骤S2、控制所述并网开关断开；步骤S3、控制所述卸荷电路进行卸荷；步骤S4、控制所述电子制动开关闭合。

可选的，在所述步骤S2之前，所述方法还包括：判断所述逆变电路停止逆变后的时长是否达到第一预设时长；若达到第一预设时长，则执行所述步骤S2。

可选的，所述步骤S3包括：控制所述卸荷电路中功率开关器件的占空比从零开始按照预设的第一步长增大至100％。

可选的，所述步骤S3之后，还包括：控制所述三相桥式半控整流电路中的功率开关器件导通，同时，对风力发电机的输出电流进行限流控制。

可选的，所述控制所述三相桥式半控整流电路中的功率开关器件导通包括：控制所述三相桥式半控整流电路中功率开关器件的占空比从零开始按照预设的第二步长增大至100％。

可选的，所述对风力发电机的输出电流进行限流控制包括以下步骤：当判断风力发电机的输出电流超过预设的限制电流值时，根据预设的第三步长减小所述三相桥式半控整流电路中功率开关器件的占空比，以限制风力发电机输出电流继续增加。

可选的，所述风力发电并网逆变器的控制方法还包括：在对风力发电机的输出电流进行限流控制过程中，所述风力发电机的输出电流在第二预设时长内持续超过预设的限制电流值时，则控制电子制动开关闭合。