[发明专利]一种高电压冗余的风力发电机变流器

权利要求书

1.高电压冗余风电变流器，其特征在于：

更高耐压的器件解决方案以提高整个变流器的电压冗余范围；

在低电压故障穿越中采用了变电压电容储能的方案，省去了泄荷电路；

低电压穿越中升高的直流母线电压，使变流器能够在低电压穿越恢复时提供更高的反冲电压支撑能力；

在稳态运行过程中，变流器按照电网要求提供多余的无功功率，降低整个电网的无功补偿成本。

2.按照权利要求1所述的更高耐压的器件解决方案，其特征在于，以单个2500V耐压的IGBT或者两个1200V耐压的IGBT的串联方案取代传统风电变流器1700V耐压的IGBT器件方案。

3.按照权利要求1所述的低电压穿越解决方案，其特征在于，在低电压故障穿越中，直流电压暂时上升以提供多余的储能能力，从而省去了泄荷电路，具体表现为在普通工作状态下，变流器的直流母线电压设定为1250V，而在低电压穿越发生时，系统会将直流母线电压参考值提高到1700V，低电压穿越过程中的发电机有功输入与电网输出的能量差由电容在两个电压间的储能能力承担。

4.按照权利要求1所述的低电压穿越解决方案，其特征在于，有功电流计算模块根据低电压判定信号输出有功命令信号Iq_cmd。在低电压状态发生前，有功命令信号Iq_cmd仅为直流电压控制模块输出Iq_dc，当低电压状态发生后，有功命令信号Iq_cmd为Iq_dc和发电机前馈有功电流Iq_ff之和。

5.按照权利要求1所述的低电压穿越解决方案，其特征在于，直流电压控制器的比例积分参数会根据低电压判定信号调整，在低电压状态发生后，直流的比例积分参数会大幅度减小，以减缓直流电压变动速度。

6.按照权利要求1所述的低电压反冲支撑能力，其特征在于，直流电压会在低电压穿越过程中升高并且在低电压状态结束后保持一段时间，以提供整个过程中的电网电网支撑能力。

7.按照权利要求1所述的稳态无功功率补偿，变流器与风机主控制器(5)通讯得到无功功率要求Var_cmd，并通过计算得到无功电流要求Id_cmd。为了保证稳态运行中有功功率的输出，无功电流限制模块将电流参考值Id_ref限制在以下。