[发明专利]风电变流器的IGBT组合方案的评估方法及装置

说明书

本发明提供了一种风电变流器的IGBT组合方案的评估方法及装置。所述方法包括：针对多个IGBT组合方案，基于风力发电机的与风速相应的输出功率、指示预定时间段内各风速存在的时长的风频时间、和每个IGBT组合方案的与风速的转换效率，计算每个IGBT组合方案在所述预定时间段内的总发电量；将每个IGBT组合方案在所述预定时间段的总发电量进行比较；基于比较结果，将所述多个IGBT组合方案之中的总发电量最高的IGBT组合方案确定为最优IGBT组合方案。根据所述方法和装置，可将风力发电机组在全功率段总发电效率、总发电量达到最优的IGBT组合方案选为最优的IGBT组合方案。

技术领域

本发明总体涉及风电设备领域，更具体地将，涉及一种从风电变流器的多个IGBT组合方案中选择最优方案的方法和装置。

背景技术

随着当前市场对风力发电机组的发电量要求越来越高，通过风力发电机组的精细化设计、定制化设计，最大限度的挖掘风力发电机组的发电能力已经成为行业发展的趋势。风电变流器作为风力发电机组传动链上的重要环节，当前粗放式的风电变流器的IGBT(insulated gate bipolar transistor)组合以及选型设计无法最大限度发挥风力发电机组的发电能力。

IGBT是绝缘栅双极型晶体管，IGBT是风电变流器中实现能量变换的核心器件，通过导通与关断实现交流电与直流电的电能转换。IGBT厂家可提供满足风力发电机组的设计容量的多种IGBT组合方案，并提供各IGBT组合方案随风力发电机的输出功率变化的关系。不同的IGBT组合方案在晶体管的数量上具有区别，不同的IGBT组合方案具有不同的转换效率，因此，需要选择转换效率最优的IGBT组合方案。

当前风力发电机组进行风电变流器IGBT组合并进行选型的方法为：在风力发电机组达到额定功率的前提下，从风电变流器的IGBT组合方案中选择转换效率满足整机设计规定的要求值的IGBT组合方案。例如，容量为W的风力发电机组，由A、B、C三种风电变流器IGBT组合方案，根据设计要求，如果方案A和方案B的转换效率在机组示出功率Pw下可达到要求值K，则方案A和方案B满足设计要求。接下来进行方案的可行性及经济性评估，如果方案A的综合评估结果优于方案B，则会按照方案A对风电变流器IGBT进行组合和选型。

然而，上述方法是在输出额定功率时选择发电效率最高、发电量最优的方案，但风力发电机组在实际运行时并非随时处于额定功率状态，只选择在输出额定功率时转换效率最高的变流器的IGBT组合可能造成风力发电机组在全功率段的综合发电效率、总发电量无法达到最优，导致风力发电机组无法实现最大的发电能力，影响经济效益。例如，在上述示例中在额定状态下方案A的转换效率大于方案B，但在非额定功率段范围内，方案B的转换效率高于方案A，从风力发电机组在全功率段的发电量和发电效率来考虑，方案B的发电效率和发电量极有可能优于方案A。因此，根据上述方法选择的IGBT组合方案仅在额定功率下转换效率最优，但不一定在全功率段下的转换效率最优，因此，在实际操作过程中，根据上述方法不一定能选择最优的风电变流器的IGBT组合方案。

因此，需要一种能够选择出风力发电机组在全功率段实现综合发电效率、总发电量最优的风电变流器的IGBT组合。

发明内容

本发明的实施例在于提供一种风电变流器的IGBT组合方案的评估方法及装置，根据本发明的实施例的方法和装置可以解决现有技术中的选择在输出额定功率时转换效率最高的IGBT组合可能造成风力发电机组在全功率段的综合发电效率、总发电量无法达到最优的缺陷。

根据本发明的实施例的一方面，提供了一种风电变流器的IGBT组合方案的评估方法，所述方法包括：针对多个IGBT组合方案，基于风力发电机的与风速相应的输出功率、用于指示预定时间段内各风速存在的时长的风频时间、和每个IGBT组合方案的与风速相应的转换效率，计算每个IGBT组合方案在所述预定时间段内的总发电量；将每个IGBT组合方案在所述预定时间段的总发电量进行比较；基于比较结果，将所述多个IGBT组合方案之中的在所述预定时间段内总发电量最高的IGBT组合方案确定为最优IGBT组合方案。