[发明专利]用于与能量转换器一起使用的电路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及2009年8月31日提交的名为“能量转换器的线路侧消弧电路”的共同受让的US专利申请序列号12/550,585(GE文案号237929)。

技术领域

本文公开的主旨大体上涉及可再生能量，并且更具体地涉及用于与能量转换器(与基于可再生能量的电力单元一起使用)一起使用的电路。

背景技术

风力涡轮机是与传统形式的发电竞争的一种类型的基于可再生能量的电力单元。因此，风力涡轮机依靠成本有效、可靠以及安全的部件以捕捉风能并且将它转换成适合于传输数英里远的电能。运行中，风能涡轮机具有由风转动的多个连接到转子轴的转动叶片。叶片由风的转动使该转子轴旋转以产生驱动一个或多个发电机的转矩或力以将机械能转换成电能。由发电机产生的电能借助于变压器通过塔向下分配到公用电网。

一般，在典型的风力发电应用中，中压用于从风力涡轮机收集电力。能量转换器在发电机侧或线路侧或两者上使用。3电平桥(3-level bridge)典型地在中压系统中用作功率转换器。该3电平桥转换器的产品要求是正直流(DC)总线电压和负DC总线电压仍然相同，使得中性DC总线平衡。此外，该正DC总线电压和负DC总线电压必须限制于最大工作电压。如果发生电网故障，中性DC总线的控制可以暂时被限制。并且，在电网故障期间，或在电网故障后的恢复期间，DC总线电压可过冲和超过最大峰值工作电压。另外，如果发生电网故障，净能量可能流入正到负DC总线，这必须被耗散。

发明内容

公开了通过电路在电网故障期间耗散可再生能量并且控制DC总线电压的技术方案。在一个实施例中，该电路包括：串联连接到第一放电电阻器的第一开关，该第一开关和第一放电电阻器连接到正DC总线；串联连接到第二放电电阻器的第二开关，该第二开关和第二放电电阻器连接到负DC总线；以及用于存储正DC电压和负DC电压的电容器组，该电容器组包括与该第一开关和第一放电电阻器并联的第一电容器，和与该第二开关和第二放电电阻器并联的第二电容器，其中该第一开关独立于第二开关操作以将正DC电压通过第一放电电阻器放电并且该第二开关独立于第一开关操作以将负DC电压通过第二放电电阻器放电。

本发明的第一方面提供电路，其包括：串联连接到第一放电电阻器的第一开关，该第一开关和第一放电电阻器连接到正DC总线；串联连接到第二放电电阻器的第二开关，该第二开关和第二放电电阻器连接到负DC总线；以及用于存储正DC电压和负DC电压的电容器组，该电容器组包括与该第一开关和第一放电电阻器并联的第一电容器，和与该第二开关和第二放电电阻器并联的第二电容器，其中该第一开关独立于第二开关操作以将正DC电压通过第一放电电阻器放电并且该第二开关独立于第一开关操作以将负DC电压通过第二放电电阻器放电。

本发明的第二方面提供电力单元，其包括：至少一个能量转换器；配置成将电能从该至少一个能量转换器传递到电网的变压器；以及耦合于该至少一个能量转换器的电路，该电路包括：串联连接到第一放电电阻器的第一开关，该第一开关和第一放电电阻器连接到正DC总线；串联连接到第二放电电阻器的第二开关，该第二开关和第二放电电阻器连接到负DC总线；以及用于存储正DC电压和负DC电压的电容器组，该电容器组包括与该第一开关和第一放电电阻器并联的第一电容器，和与该第二开关和第二放电电阻器并联的第二电容器，其中该第一开关独立于第二开关操作以将正DC电压通过第一放电电阻器放电并且该第二开关独立于第一开关操作以将负DC电压通过第二放电电阻器放电。

本发明的第三方面提供风电单元(wind power unit)，其包括：至少一个包括发电机的风力涡轮机；至少一个耦合于该至少一个风力涡轮机的发电机的能量转换器；配置成将电能从该至少一个能量转换器传递到电网的变压器；以及耦合于该至少一个能量转换器的电路，该电路包括：串联连接到第一放电电阻器的第一开关，该第一开关和第一放电电阻器连接到正DC总线；串联连接到第二放电电阻器的第二开关，该第二开关和第二放电电阻器连接到负DC总线；以及用于存储正DC电压和负DC电压的电容器组，该电容器组包括与该第一开关和第一放电电阻器并联的第一电容器，和与该第二开关和第二放电电阻器并联的第二电容器，其中该第一开关独立于第二开关操作以将正DC电压通过第一放电电阻器放电并且该第二开关独立于第一开关操作以将负DC电压通过第二放电电阻器放电。

附图说明

本发明的这些和其他特征将通过下列与描绘本发明的各种实施例的附图结合来看的本发明的各种方面的详细说明更加容易理解，其中：