[发明专利]三相电流型多电平变流器风力发电并网装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相电流型多电平变流器风力发电并网装置。

背景技术

风力发电安全、清洁、无污染，基本不破坏人类的生活环境，同时缓解诸如传统能源日益紧缺等问题，风力发电使人类向文明又迈进了一步。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。

风力发电并网装置中设有变流器。变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或或特性发生变化的电器设备。变流器中包括逆变器。逆变器包括三相电压型逆变器和三相电流型逆变器。由于目前的三相电流型逆变器研究成果相比三相电压型逆变器来说还不够成熟，因此现有技术的风力发电并网装置的变流器中的逆变器一般是三相电压型多电平逆变器。但是将三相电压型多电平逆变器应用在风力发电并网装置的变流器中，需要对发电机输出的电压进行升压之后才能输入到逆变器中，这就需要在风力发电并网装置中增加一个升压电路，不仅使得风力发电并网装置结构较复杂，而且还增加了成本。而且相比三相电流型逆变器来说，三相电压型逆变器存在动态响应不够快、回馈制动不方便等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种无需升压电路，且动态响应快、回馈制动方便的三相电流型多电平变流器风力发电并网装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的三相电流型多电平变流器风力发电并网装置，包括风轮机、永磁同步发电机、LC滤波电路Ⅰ、基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅰ、整流器控制器Ⅰ、LC滤波器Ⅱ、基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅱ、整流器控制器Ⅱ、三相电流型多电平逆变器、逆变器控制器、滤波电路及电网；

所述的风轮机与所述的永磁同步发电机相连接；所述的LC滤波器Ⅰ和LC滤波器Ⅱ均与所述的永磁同步发电机相连接；所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅰ与所述的LC滤波器Ⅰ相连接；所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅱ与所述的LC滤波器Ⅱ相连接；所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅰ和基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅱ均与所述的三相电流型多电平逆变器相连接；所述的三相电流型多电平逆变器与所述的滤波电路相连接；所述的滤波电路与所述的电网相连接；

所述的整流器控制器Ⅰ采样经所述的LC滤波器Ⅰ滤波之后的交流电流、采样经所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅰ整流之后的直流电流并且所述的整流器控制器Ⅰ与所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅰ相连接；所述的整流器控制器Ⅱ采样经所述的LC滤波器Ⅱ滤波之后的交流电流、采样经所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅱ整流之后的直流电流并且所述的整流器控制器Ⅱ与所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅱ相连接；所述的逆变器控制器采样所述的滤波电路滤波之后的直流电流、采样所述的电网的输出电压并且与所述的三相电流型多电平逆变器相连接。

所述的三相电流型多电平逆变器包括第一桥臂、第二桥臂及第三桥臂；

所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅰ的输出端与所述的第一桥臂的a3脚相连接；所述的第一桥臂的a1脚和所述的第二桥臂的b1脚并联在所述的电网上；所述的第一桥臂的a2脚和所述的第三桥臂的c2脚并联在所述的电网上；所述的第二桥臂的b2脚和所述的第三桥臂的c1脚并联在所述的电网上；所述的第二桥臂的b3脚连接在所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅰ的输入端上；所述的第三桥臂的c3脚连接在所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅱ的输入端；所述的第三桥臂的c1脚连接在所述的基于电流空间矢量控制的电流型PWM整流器Ⅱ的输出端。

采用以上结构后，本发明的三相电流型多电平变流器风力发电并网装置，与现有技术相比，具有以下优点：