[实用新型]用于风力发电机组电控系统的滤波装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，尤其涉及一种用于风力发电机组电控系统的滤波装置。

背景技术

全功率变流器以其能够在全风速范围内追踪最大风能，并具有优异的并网友好性，在大功率风力发电机组中的应用越来越广泛，图1-4示出了全功率变流器在各种大功率风力发电机组的原理图，如图1所示，其包括：叶轮11、齿轮箱12、感应电机(IG)13、整流电路(图中所示为电压型整流器(VSC))14、逆变电路(图中所示为电压型逆变器(VSI))15、网侧滤波器(GFR)16和并网变压器(GTF)17，图2与图1的区别是将感应电机13替换成同步电机(SG)18，且增加了直流/交流转换器(DC/AC)19，图3与图1的区别是将感应电机13替换成低速永磁同步电机(PMSG)20，且去掉齿轮箱12，图4与图1的区别是将感应电机11替换成低速同步电机(LSG)21，且去掉齿轮箱12，增加了直流/交流转换器19。

上述采用全功率变流器的风力发电机组中并网点的拓扑结构基本一致，如图1-4所示，逆变电路通过网侧滤波器与并网变压器低压侧连接，由于逆变电路通常采用开关频率在几千兆赫兹的脉冲宽度调制控制方式，其交流侧输出脉冲宽度调制电压波形经过网侧滤波器之后，虽然并网点的谐波电压限制能够满足国家标准要求，但是受到滤波器体积和成本各方面的限制，仍会含有一定比例的与开关频率相关的高次谐波成分。

控制变压器连接在网侧滤波器和并网变压器之间，为机组电控系统提供三相400V交流电源，这些高次谐波会通过控制变压器传递到电控系统的400V输出侧，且由于控制变压器多采用硅钢片铁芯，对高频谐波几乎无衰减传递，从而使得电控系统的配电电能质量超出国家标准要求。同时，电控系统中会采用通用变频器驱动部分电动机负载，为了满足电能质量和电磁兼容的要求，通用变频器的电源输入端会采用电感、电容器件组成的滤波电路。这些滤波电路中的电容通常在几个微法，与控制变压器的漏感以及配电线路的电缆自感组成谐振频率在逆变电路开关频率附近的谐振电路，使得高次谐波进一步放大，配电电能质量更加恶化，从而带来诸多问题，例如控制系统中的电机损耗增加、电子设备寿命降低、控制系统受到电磁干扰而可靠性下降等。

现有技术可在控制变压器400V输出侧串联电抗器，改变谐振频率点，避免高次谐波谐振发生；或是在电控系统中的通用变频器电源输入端接入有电感电容组成的EMI滤波器，也可实现谐振频率点的改变。这两种技术方案均增加了系统配电的损耗，且往往增加的电抗器和滤波器体积较大，存在发热问题，且安装和实施困难。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于，提供一种用于风力发电机组电控系统的滤波装置，能够有效滤除高次谐波，提高配电电能质量，从而提高了电控系统的电气元件寿命和可靠性。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的实施例提供了一种用于风力发电机组电控系统的滤波装置，所述滤波装置包括：控制变压器，用于为电控系统提供三相交流电；滤波电容电路，与所述控制变压器的二次侧并联，用于过滤所述三相交流电中的高次谐波。

优选地，所述滤波电容电路包括三条滤波电容支路，其中，每条滤波电容支路包括一个滤波电容，三个滤波电容之间的连接方式为三角形连接或星形连接。

优选地，所述控制变压器的二次侧的三个输出端与所述滤波电容电路的三个输出端分别连接。

优选地，所述三个滤波电容之间的连接方式为三角形连接时，所述三个滤波电容的电容值相等，且利用下式实现：