[发明专利]模块化变流器的切换控制方法、装置及风电变流器

说明书

本发明公开了一种模块化变流器的切换控制方法、装置及风电变流器，用以避免变流器切换暂态过程中产生的电流冲击。所述模块化变流器的切换控制方法，包括：获取所述变流器的输出电压矢量和输出电流矢量；接收运行状态切换指令；根据所述输出电压矢量、所述输出电流矢量、所述变流器切换运行状态后投入使用的子变流器模块数量、以及预先获取的当前投入使用的子变流器模块数量，确定所述变流器的逆变桥臂输出的预设电压矢量的电压值和相位；根据所述逆变桥臂输出的预设电压矢量的电压值和相位，向投入使用的子变流器模块下发控制信号。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种模块化变流器的切换控制方法、装置及风电变流器。

背景技术

随着风力发电领域越来越精细化的追求成本，对风力发电机组的各个部件均提出了降低成本和提高效率的需求。对于风力发电机组中的变流器设备，一方面采用技术工艺的升级优化，降低设备成本；另一方面，通过不断地提高变流器的转换效率，提高并网发电量。

基于上述需求，现有技术中提出了模块化的风电变流器技术，如图1所示，风力发电机组中的变流器由多个结构相同的子变流器模块(图1中示出的模块1、模块2、模块3……模块N)组成，子变流器模块可以单独实现变流器的所有功能，也可以通过并联来实现不同容量的变流器。

目前在通过调节并联的子变流器模块的数量来调节变流器的容量时，一种方式是通过接通或断开子变流器模块所在支路的接触器，控制子变流器模块的投入与切除，进而调节变流器中并联的子变流器模块的数量。此种方式虽然可以避免变流器中产生电路环流，但是在接触器动作时，由于子变流器模块的投入与切除，造成单个子变流器模块的实际电流突然改变，使得变流器输出的电压矢量偏离正常的电压矢量，从而引发电流的冲击，严重时候会造成变流器的故障停机。

具体来说，如图2所示，矢量201为网侧电压矢量，矢量202为滤波电感的电压矢量，矢量203为逆变桥臂的输出电压矢量，矢量204为滤波电感的电流矢量。滤波电感的电流矢量204与网侧电压矢量201同相位，此时功率因数为1，以此为例进行分析(滤波电容的阻抗较大，忽略其对电网电压的影响)。逆变桥臂的输出电压矢量203等于网侧电压矢量201与滤波电感的电压矢量202的矢量和，系统保持稳定状态运行。

以初始子变流器模块A运行，增加一个子变流器模块B投入使用为例，初始时主控制器控制子变流器模块A输出侧的电压和电流，如图3所示，当由一个子变流器模块A运行的状态，切换到子变流器模块A和子变流器模块B同时运行的状态时，如果主控制器下发的脉冲不作调整，则在切换的暂态过程中，逆变桥臂的输出电压矢量203不发生变化，但由于子变流器模块A和子变流器模块B平分输出电流，子变流器模块A的输出电流降为切换前的一半，由U＝jwLI可知，滤波电感的电压矢量202也变为切换前的一半，形成了新的滤波电感的电压矢量205，滤波电感的电压矢量205与网侧电压矢量201合成新的逆变桥臂的输出电压矢量206，逆变桥臂的输出电压矢量206与逆变桥臂的输出电压矢量203不一致，从而导致了逆变器输出侧的过电流冲击。

综上所述，现有技术中通过接通或断开子变流器模块所在支路的接触器，控制子变流器模块的投入与切除，进而调节变流器中并联的子变流器模块的数量时，由于子变流器模块的投入与切除，在切换的暂态过程中，会造成单个子变流器模块的实际电流突然减小，使得变流器输出的电压矢量偏离正常的电压矢量，从而引发电流的冲击，严重时候会造成变流器的故障停机。

发明内容

本发明实施例提供了一种模块化变流器的切换控制方法、装置及风电变流器，用以避免变流器切换暂态过程中产生的电流冲击。

第一方面，本发明实施例提供一种模块化变流器的切换控制方法，用于控制变流器中多个子变流器模块的投入与切除，模块化变流器的切换控制方法包括：

获取变流器的输出电压矢量和输出电流矢量；

接收运行状态切换指令，运行状态切换指令中包括变流器切换运行状态后投入使用的子变流器模块数量；