[发明专利]一种模块化智能组合风电变流器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种模块化智能组合风电变流器及其控制方法，包括单个桥臂功率单元，若干所述桥臂功率单元通过并联形成大容量桥臂功率模块，三个所述桥臂功率模块构成一个三相全桥功率模块，所述三相全桥功率模块包括电抗器、电容器、熔断器以及断路器构成变换器基本模块，所述变换器基本模块通过模块化智能组合方法构成大容量的所述风电变流器。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器与风力发电的技术领域，尤其涉及一种一种模块化智能组合风电变流器、及其主动环流控制方法、并网电流谐波优化控制方法、变流器热应力平衡控制方法、并联均流控制方法、变流器稳定控制方法、电网阻抗自适应控制方法。

背景技术

近年来风电变流器的模块化设计和智能扩展技术是未来海上风电变流器向大容量化发展必须面对且亟待解决的关键性问题之一。海上大容量风电变流器必须解决防高温、高湿和高腐蚀等三防问题，因此对风电变流器的环境适应性提出了较高的要求。此外，海上交通条件不便，运输成本高昂，风电变流器面临维护不方便、成本高昂等问题，因此对风电变流器可靠性要求较高；再者，海上风电目前处于高速发展阶段，风电变流器的容量增加速度显著，目前的海上风电变流器针对不同等级容量开发专用的风电变流器造成风电变流器同类元器件品种繁多，不但给生产、维护和管理造成困难，而且不利于风电变流器的快速扩容。为了解决上述问题，采用模块化设计思路开发风电变流器基本功率模块，利用模块化智能组合技术实现变流器容量的快速增加，进而达到利用单一品种元部件实现规模化大容量风电变流器，实现海上风电变流器的高可靠、低成本的快速开发，以适应未来海上风电对多规格大容量风电变流器的应用需求。模块化智能组合风电变流器，是未来海上风电机组的关键装备，对于促进海上风电的高速发展和可靠稳定利用具有重要意义。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：提出一种模块化智能组合风电变流器。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种模块化智能组合风电变流器，包括单个桥臂功率单元，若干所述桥臂功率单元通过并联形成大容量桥臂功率模块，三个所述桥臂功率模块构成一个三相全桥功率模块，所述三相全桥功率模块包括电抗器、电容器、熔断器以及断路器构成变换器基本模块，所述变换器基本模块通过模块化智能组合方法构成大容量的所述风电变流器。

作为本发明所述的模块化智能组合风电变流器的一种优选方案，其中：包括，所述风电变流器通过单个功率器件的智能驱动单元能够控制桥臂功率开关的精确开通和关断，在所述桥臂功率模块中集成了均流控制器用于实现所述桥臂功率模块中各个桥臂的均流；所述三相全桥功率模块中集成了驱动控制器用于实现三个所述桥臂功率模块的不同开关组合；所述变换器基本模块集成变流器控制器用于实现变流器输出电流的控制，通过变流器模块化智能组合方法能够实现变流器功率单元的智能识别和在线热插拔；以及所述变流器控制器包括主控制单元，用于实现并网和风力发电机的基本控制，所述主控制单元中包括主动环流控制模块、并网电流谐波优化控制模块、变流器热应力平衡控制模块、并联均流控制模块、变流器稳定控制模块和电网阻抗自适应控制模块。