[发明专利]用于功率转换组件的混合电容器组

说明书

本发明涉及一种用于功率转换组件的混合电容器组。功率转换组件包括：功率转换器，其具有多个开关装置；功率源，其电耦合到功率转换器；以及直流(DC)滤波电路，其使功率转换器和功率源桥接。DC滤波电路包括具有正轨、负轨以及电容器组的DC链路。电容器组包括作为第一类型的电容器的第一组电容器和作为不同的第二类型的电容器的第二组电容器。第一组电容器中的每个电容器定位成比第二组电容器中的对应的电容器更靠近多个开关装置中的相应的开关装置，以最小化使第一组电容器中的每个电容器与相应的开关装置之间的阻抗，使得来自多个开关装置的纹波电流的大部分通过第一组电容器。

技术领域

本公开大体上涉及功率转换组件，并且更特别地涉及用于功率转换组件的混合电容器组(capacitor bank)。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且在这点上，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。机舱包括转子组件，转子组件联接到齿轮箱并且联接到发电机。转子组件和齿轮箱安装于位于机舱内的底板支承框架上。一个或多个转子叶片使用已知的翼型件原理来捕获风的动能。转子叶片将动能以旋转能的形式传送，以便使将转子叶片联接到齿轮箱、或如果未使用齿轮箱将转子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成电能，并且电能可以传送到容纳于塔架内的功率转换组件和/或变压器并且随后部署到公用电网。现代的风力发电系统典型地采取风场的形式，该风场具有多个这样的风力涡轮发电机，这些风力涡轮发电机可操作成将功率供应到输电系统，从而将功率提供到电网。

功率转换组件可以包括例如使用转子侧转换器和线路侧转换器来实现的AC/AC电压转换。转子侧转换器和线路侧转换器可以经由DC链路来耦合，横跨DC链路可以包括DC链路电容器或电容器组。因而，AC/AC转换大体上包括使一个AC电源转换成DC，然后转换回到不同的电压或频率的AC。位于两者之间的DC链路必须保持稳定，以便使第二转换器成功地实行其功能。因此，DC链路电容的电容用于提供稳定力，以将DC链路电压维持于机器能够起作用的裕度内。电容的量随着该装置的功率额定值而成比例变化，因为更大的进入电流能够使DC链路更迅速地变换，因此，要求更大的电容来将DC链路维持于稳定状况。常规地，已在DC链路电容器组中使用单一类型的电容器。

因而，本领域正不断地寻求如下的新并且改进的系统和方法：降低功率转换组件的成本并且减小功率转换组件的体积，同时还提供足以使DC链路保持稳定的电容。照此，本公开涉及如下的系统和方法：将不同类型的电容器并入于突出每种类型的主要益处的构造中，同时还减轻其相应的弱点。

发明内容

技术方案1. 一种功率转换组件，包括：

功率转换器，其包括多个开关装置；

功率源，其电耦合到所述功率转换器；以及

直流(DC)滤波电路，其使所述功率转换器和所述功率源桥接，所述DC滤波电路包括DC链路，所述DC链路包括正轨、负轨以及使所述功率转换器和所述功率源桥接的电容器组，所述电容器组配置成用于将所述DC链路的电压维持于一定范围内，所述电容器组包括耦合到所述正轨和所述负轨的多个电容器，所述多个电容器至少包括作为第一类型的电容器的第一组电容器和作为不同的第二类型的电容器的第二组电容器，

其中，所述第一组电容器中的每个电容器定位成比所述第二组电容器中的对应的电容器更靠近所述多个开关装置中的相应的开关装置，以使所述第一组电容器中的每个电容器与所述相应的开关装置之间的阻抗最小化，使得来自所述多个开关装置的纹波电流的大部分通过所述第一组电容器。

技术方案2. 根据技术方案1所述的功率转换组件，其中，所述功率转换器包括AC-DC转换器或DC-AC转换器中的至少一个。

技术方案3. 根据技术方案1所述的功率转换组件，其中，所述功率转换器包括多电平功率转换器。