[发明专利]一种变流器系统

说明书

技术领域

本发明涉及新能源技术领域和电力电子技术领域，尤其涉及用于新能源技术中的变流器系统。

背景技术

当前，能源危机日益严重，导致新能源技术发展日益受到研发人员的关注和重视。此外，发电系统的容量越来越大，而受限于现代电力电子器件的容量瓶颈，大容量的电能很难通过单套变流器输送到电网。

针对上述情形，逆变器并联技术逐渐成为研究热点，它可以在不增加单个功率开关管电流应力的条件下使总电流成倍增加，从而使更高功率等级的变流器产品研发成为现实。一般来说，在输入功率一定的情况下，通过并联技术可以使用较低功率等级的功率开关管，从而降低生产成本。然而，需要指出的是，在单套变流器系统中，由于没有零序环流通道，因而也不存在环流问题；而在彼此并联的多套变流器系统中，一旦存在环流通道，就会引起严重的环流问题。环流只在并联的变流器之间流动，它的存在不仅增加了系统损耗，还降低了系统效率，使功率开关管发热严重甚至被烧毁。此外，环流还会引起不均流问题，导致功率开关管承受的电流应力不均衡，影响其使用寿命，并限制了整套系统容量的增加。再者，环流还会使三相电流产生畸变，使总谐波畸变率增大，导致系统不能满足并网要求。

为了消除变流器系统中的环流电流，现有的一种解决方式是在于，采用硬件方式消除环流通道，例如，在机侧变流器与电机之间设置一隔离变压器来消除环流通道。又如，当两套变流器中的直流母线并联连接时，在机侧变流器与电机之间以及网侧变流器与电网之间分别设置一隔离变压器来消除环流通道。另一种解决方式是在于，选用特定相的电机，例如六相电机，藉由六相电机中两套三相绕组之间的电气隔离(相当于隔离变压器)来消除环流通道。然而，上述方案中的隔离变压器体积较大，不仅增加了系统成本，还会大幅降低系统的功率密度。此外，另一方案在消除环流通道时，对于电机有特殊要求，不具有多种应用场合下的通用性。

有鉴于此，如何设计一种新型的变流器系统，以便有效地解决多套变流器系统并联时的环流问题，提高系统可靠性，并降低系统成本，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的多套变流器系统在解决环流问题时所存在的上述缺陷之一，本发明提供了一种新颖的变流器系统架构。

依据本发明的一个方面，提供了一种变流器系统，至少包括：

一第一背靠背变流器，包括：

一第一整流器模块，包括一第一整流器及一第一控制器，所述第一整流器具有一输入侧和一输出侧，用于将一第一交流电整流成一第一直流电，其中所述第一整流器由所述第一控制器进行控制；以及

一第一逆变器模块，包括一第一逆变器及一第三控制器，所述第一逆变器具有一输入侧和一输出侧，用于将所述第一直流电逆变为一第二交流电，其中所述第一逆变器由所述第三控制器进行控制；以及

一第二背靠背变流器，包括：

一第二整流器模块，包括一第二整流器及一第二控制器，所述第二整流器具有一输入侧和一输出侧，用于将所述第一交流电整流成一第二直流电，其中所述第二整流器由所述第二控制器进行控制，所述第二整流器的输入侧与所述第一整流器的输入侧并联连接；以及

一第二逆变器模块，包括一第二逆变器及一第四控制器，所述第二逆变器具有一输入侧和一输出侧，用于将所述第二直流电逆变为所述第二交流电，其中所述第二逆变器由所述第四控制器进行控制，所述第二逆变器的输出侧与所述第一逆变器的输出侧并联连接，

其中，所述第一整流器和所述第二整流器具有一整流频率，所述第一逆变器和所述第二逆变器具有一逆变频率，藉由第一、第二整流器同步运行或者藉由第一、第二逆变器同步运行，以抑制所述变流器系统中的环流电流。

所述第一整流器和所述第二整流器电连接至一发电机，所述第一逆变器和所述第二逆变器电连接至一交流电网。

所述第一整流器和所述第二整流器电连接至一交流电网，所述第一逆变器和所述第二逆变器电连接至一发电机。

所述发电机为三相电机。