[发明专利]高电压穿越装置、高电压穿越方法和风电变流器

说明书

本公开提供一种高电压穿越装置、高电压穿越方法和风电变流器。高电压穿越装置包括：卸荷模块，包括彼此串联连接的制动模块和第一开关元件，并且被配置为在发生高电压穿越时泄放电能；控制器，被配置为检测直流母线电压，以在发生高电压穿越并且直流母线电压大于第一阈值并且小于等于第二阈值时控制第一开关元件导通以使制动模块投入并且泄放电能；被动式驱动电路，响应于直流母线电压大于第二阈值而利用直流母线电压向第一开关元件的控制端子施加导通信号以使制动模块投入并且泄放电能。

技术领域

本发明涉及风电领域，具体地说，涉及一种高电压穿越装置、高电压穿越方法和风电变流器。

背景技术

随着新能源接入电网的比例逐步提高，电网对于风电机组以及光伏机组的高电压穿越(HVRT)提出了更高的要求。

图1是示出高电压穿越(HVRT)和低电压穿越(LVRT)持续时间的曲线图。

如图1所示，在1.3倍pu(这里的pu是指风力发电机组接入的电网的额定电压值)持续500ms的基础上，提出了1.5pu电压持续5ms的更高要求。

风力发电机组应对高电压穿越可通过在直流回路投入IGBT、续流二极管和制动电阻组成的卸荷模块，当电网电压升高使得直流母线电压升高时，通过电压检测回路检测到直流母线电压升高，然后控制器向IGBT发送导通信号，使得制动电阻投入直流母线，将直流回路能量泄放掉，保证直流母线电压在安全电压范围内，当检测到直流母线电压达到制动电阻切出阈值之后会通过控制器控制IGBT关断，来将制动电阻切出。

目前采用的制动电阻的投入方式，采用控制器采集信号，经过软件处理然后发出导通信号，使IGBT导通，整个处理的时间在2ms左右，在应对1.3倍以上的高电压穿越时，会存在直流母线电压上升太快，在制动电阻还未投入时，直流母线电压就超出了安全阈值的情况，造成器件损坏的情况。

上述内容仅作为背景信息呈现，以供了解相关技术内容。上述内容的公开不意味着上述内容为现有技术。

发明内容

本公开的目的之一在于提供一种能够在高电压穿越期间释放电能的高电压穿越控制装置。

本公开的目的之一在于提供一种能够避免制动模块投入时间过长造成器件过热损坏的高电压穿越控制装置。

根据本公开的一方面，提供一种风力发电机组的高电压穿越控制装置，该高电压穿越控制装置包括：卸荷模块，包括彼此串联连接的制动模块和第一开关元件，并且被配置为在发生高电压穿越时泄放电能；控制器，被配置为检测直流母线电压，以在发生高电压穿越并且直流母线电压大于第一阈值并且小于等于第二阈值时控制第一开关元件导通以使制动模块投入并且泄放电能；被动式驱动电路，响应于直流母线电压大于第二阈值而利用直流母线电压向第一开关元件的控制端子施加导通信号以使制动模块投入并且泄放电能。

可选地，被动式驱动电路可包括瞬态电压抑制二极管，瞬态电压抑制二极管在直流母线电压大于第二阈值时击穿，以利用直流母线电压向第一开关元件的控制端子施加导通信号。

可选地，被动式驱动电路还可包括第二开关元件，第二开关元件串联连接在瞬态电压抑制二极管与第一开关元件的控制端子之间，控制器在瞬态电压抑制二极管被击穿后的预定时刻控制第一开关元件导通并且相对于预定时刻延时预定时间控制第二开关元件关断。

可选地，控制器可在检测到直流母线电压恢复正常时控制第一开关元件关断以使制动模块切出，并且控制第二开关元件导通。

可选地，被动式驱动电路还可包括二极管，二极管正向串联连接在瞬态电压抑制二极管与第二开关元件之间。

可选地，制动模块可包括并联连接的制动电阻和续流二极管。

可选地，第一阈值可为额定电压值，第二阈值可为1.3倍额定电压值，额定电压值为风力发电机组接入的电网的额定电压值。