[发明专利]天然气电站有源逆变装置功率回路获得方法

说明书

技术领域

本发明属于天然气电站有源逆变装置领域，尤其涉及天然气电站有源逆变装置功率回路获得方法。

背景技术

天然气电站是由若干台天然气发电机组构成的大功率供电系统。相比于传统的柴油发电机，天然气发电机组在节能减排和降低发电成本方面都有很大优势。但是，天然气发电机组的动态功率调节能力较差，这种动态响应慢的特性制约其在冲击性有功/无功功率负载等场合的应用，为此需要采用有源逆变装置快速补偿这种冲击性负载对瞬时有功或无功功率的需求。

由于补偿功率较大，补偿速度较快，而现有逆变装置通常工作在硬开关环境、较低的开关频率和较大的谐波，配备笨重的滤波器，未能最大效率的发挥逆变器的性能。

发明内容

本发明是为了解决现有逆变装置通常工作在硬开关环境，开关频率低且谐波大，从而导致补偿速度慢，工作效率低的问题，现提供天然气电站有源逆变装置功率回路获得方法。

天然气电站有源逆变装置功率回路获得方法，该方法包括以下单元：

IGBT模块选型及控制参数的设计单元：

首先，根据天然气电站所需的有源逆变装置的容量，确定IGBT模块的型号；然后根据IGBT模块的型号获得IGBT在允许结温温升下的最优开关频率f_sw和此开关频率下IGBT模块的功耗P_total-loss；

Snubber电路的参数设计单元：

首先，根据IGBT器件在栅极电压下降时间的标称值t_f，获得虚拟电容值C_SN；然后，根据该虚拟电容值C_SN获得缓压电容值C_S，最后，根据缓压电容值C_S获得缓冲电阻阻值的范围，并将最大的缓冲电阻阻值R_S作为标称值电阻值；

阻尼LCL滤波器的参数设计单元：

首先，根据IGBT的最优开关频率f_sw、天然气电站有源逆变器额定功率和允许的输出电流纹波，确定逆变器侧滤波电感值L₁、交流滤波电容值C和网侧滤波电感值L₂的范围；然后，通过上述参数的范围、逆变器输出电流谐波含量、阻尼损耗和无功容量比例，确定电感比k和阻尼电阻R_d；

直流滤波电容的参数设计单元：

根据天然气电站要求的逆变装置电压调节响应时间，并留取裕量，获得滤波电容值C_dc；

根据上述单元获得的所有参数构建天然气电站有源逆变装置功率回路，从而获得优化后的天然气电站有源逆变装置功率回路。IGBT模块选型及控制参数的设计单元中，确定IGBT模块的型号所需要的参数包括：IGBT模块的最大集射极电压V_ces、重复峰值电流最大值I_cm和重复峰值电流有效值I_c，确定上述参数的方法为：

使IGBT模块的截止耐压值V_ce等于直流支撑电压值u_dc，并将该直流支撑电压值u_dc作为最大集射极电压V_ces的参考值，考虑裕量，并取80％的额定电压，通过下式获得最大集射极电压值V_ces，

V_ces＝u_dc/0.8＝V_ce/0.8；

根据下式获得重复峰值电流最大值I_crm：

Icrm=2ig=2S/(3ug)]]>

其中，S为逆变器额定视在容量，i_g和u_g分别为逆变器输出的相电流和相电压；