[实用新型]变流器冗余控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及分布式发电领域，具体而言，涉及一种直驱式并网型风力发电机组变流器的冗余控制系统。

背景技术

并网型风力发电机就是利用风能转换成机械能，经主发电机和变流器，最后转换成对电网友好的电能，并实现并网。

小型风力发电机组的变流器的机侧控制主发电机发电，变流器的网侧控制并网。较之大型的风力发电机组，没有低电压穿越要求。

当电网异常时，或者变流器自身故障时，必须快速的和电网断开，以保护电网和风力发电机组。特别是变流器自身故障时，要保证实时准确地控制变流器和电网及主发电机断开，避免电网和整个发电机组受损坏，这就需要冗余技术，才能提高系统运行的可靠性和安全性。

发明内容

本实用新型提供一种变流器冗余控制系统。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：包括变流器、风机主控制器，变流器内设机侧控制器和网侧控制器，再设冗余控制器；变流器的机侧和变流器的网侧各设冗余开关；冗余控制器联接变流器机侧控制器、变流器网侧控制器、风机主控制器。在变流器内部除机侧控制器和网侧控制器外再设计一个冗余控制器。其中：“机侧”是指联接主发电机的一侧，“网侧”是指联接电网的一侧。

在变流器的主电路中：变流器的机侧和变流器的网侧各增加一个冗余开关。在变流器的控制电路中增加硬件I/O接口，通过设置可以使风机主控制器通过这两个I/O接口，直接参与机侧开关和机侧冗余开关及网侧主开关和网侧冗余开关分合的控制。冗余控制器和变流器机侧控制器、变流器网侧控制器、风机主控制器通信。通过冗余控制器、机侧控制器、网侧控制器以及风机主控制器共同协作，有效地控制机侧开关和机侧冗余开关及网侧主开关和网侧冗余开关的分合，从而保证变流器安全正确的并网发电，以及脱网。

通过设置可以使风机主控制器通过I/O接口，参与机侧开关和机侧冗余开关及网侧主开关和网侧冗余开关分合的控制，指的是通过设置变流器控制软件中相应控制字的相应位，就可控制风机主控制器是否参与机侧开关和机侧冗余开关及网侧主开关和网侧冗余开关分合的控制。

冗余控制器和风机主控制器之间用通信总线和硬件I/O接口同时联接。冗余控制器和风机主控制器的通信，方式有两种，分别为：通信总线和硬件I/O接口。硬件I/O接口通信为通信总线通信的冗余，当通信总线出现通信故障时，风机主控制器可通过硬件I/O接口将关机的指令发送给变流器冗余控制器，且冗余控制器也可将变流器是否处于运行状态、是否发生了故障等重要信息通过硬件I/O接口反馈给风机主控制器。

冗余控制器、机侧控制器、网侧控制器以及风机主控制器通过与门联接机侧开关、机侧冗余开关、网侧主开关、网侧冗余开关。通过冗余控制器、机侧控制器、网侧控制器以及风机主控制器共同协作，有效地控制机侧开关和机侧冗余开关及网侧主开关和网侧冗余开关的分合，是通过与门实现的。当风机主控制器直接参与开关的控制的功能使能后，机侧开关和机侧冗余开关的分合受冗余控制器，机侧控制器和风机主控制器三者联合控制；网侧主开关和网侧冗余开关的分合受冗余控制器，网侧控制器和风机主控制器三者联合控制。

机侧控制器和网侧控制器通过数据总线相联。

变流器内部的冗余控制器为32位的DSP芯片。

变流器机侧冗余开关和变流器网侧冗余开关为接触器。

硬件I/O接口为数字量输入接口。

 本实用新型的有益效果是，可以保证变流器安全正确的并网发电，以及脱网。在系统发生故障时，可以保证能实时有效地断开变流器和主发电机以及变流器和电网的连接，避免主发电机、变流器、电网等受损坏。尤其是风力发电机组的生产商可根据实际要求以决定风机的主控制器是否直接参与开关的控制，如果使能了风机主控制器参与开关控制的功能，在某些紧急状况下，变流器本身又有故障时，风机主控制器可让变流器及时和电网及主发电机断开。从而大大提高了整个风力发电机组的安全性和可靠性。

通过冗余控制器、机侧控制器、网侧控制器以及风机主控制器共同协作，有效地控制机侧开关和机侧冗余开关及网侧主开关和网侧冗余开关的分合，从而保证变流器正确的并网发电，以及脱网。尤其是在变流器发生故障时，可以保证能实时有效地断开变流器和主发电机以及变流器和电网的连接，避免主发电机、变流器、电网等受损坏，从而大大提高了整个风力发电机组的安全性和可靠性。