[发明专利]一种滤波电容的保护方法、装置及变流器

说明书

本发明公开了一种滤波电容的保护方法、装置及变流器，用以对滤波电容进行有效的保护。所述滤波电容的保护方法，包括：获取所述滤波电容的工作环境温度和工作电流；在确定所述滤波电容在所述工作电流下的工作时长大于预设时长的条件下，控制停止所述滤波电容所在的设备，所述预设时长是从预先存储的预设时长关系表中，基于所述工作环境温度和所述工作电流查找得到的；其中，所述预设时长关系表中包括工作环境温度、工作电流以及预设时长三者之间的对应关系。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种滤波电容的保护方法、装置及变流器。

背景技术

近年来，风能作为清洁的可再生能源，越来越受到重视，风能变流器是风能系统中重要的组件之一。风能变流器中，无论是双馈变流器还是直驱变流器，其在将风力发电机产生的电能并入电网时都需要使用滤波电路进行滤波。

目前，风能变流器中的滤波电路一般使用LCL形式的滤波电路，实际应用中，LCL形式的滤波电路存在谐振频率点，当风能系统的频率处于谐波频率点时，流过滤波电路中滤波电容的电流将会很大，容易造成滤波电容损坏。

早期设计为了防止因滤波电容损坏导致风能系统中其它组件损坏，如图1所示，在风能系统的主电路中增加主熔丝11，当滤波电容10损坏时，主熔丝11以熔断方式对风能系统进行保护，避免风能系统中其它组件损坏。此种方式在风能系统中部分器件(滤波电容10和主熔丝11)损坏之后才能够进行保护，不但增加了维护成本，而且影响风能系统的发电量。

针对上述缺陷，现有技术提出了采用霍尔元件对滤波电容进行保护的方案。如图2所示，在LCL滤波器中增加与滤波电容10串联连接的霍尔元件12，霍尔元件12实时采集流过滤波电容10的电流，并将采集到的电流值发送至变流器的控制器。变流器的控制器从电流值和持续时长两个维度上判断风能系统是否发生谐振，也即判断风能系统的频率是否处于谐振频率点。如果电流值和持续时长均超过阈值，则确定风能系统发生谐振，变流器的控制器上报故障，以触发停止风能系统的运行。

例如，电流阈值为46安(A)，持续时长阈值为150秒(S)，则变流器的控制器在确定流过滤波电容的电流值大于46A，且持续时长大于150S时，确定风能系统发生谐振，变流器的控制器上报故障，以触发停止风能系统的运行。

现有技术中采用霍尔元件对滤波电容进行保护的方案，其从电流值和持续时长两个维度上判断风能系统是否发生谐振的保护方式，属于开口式保护，滤波电容仍然存在损坏的风险。

具体来说，仍以电流阈值为46A、持续时长阈值为150S为例，上述保护方式只要流过滤波电容中的电流大于46A，且持续时长大于150S，即确定风能系统发生谐振，上报故障。此种情况下，流过滤波电容中的电流为47A时，变流器的控制器在确定47A的电流持续时长超过150S时，确定风能系统发生谐振，上报故障；而在流过滤波电容中的电流为110A时，变流器的控制器也是在确定110A的电流持续时长超过150S时，确定风能系统发生谐振，上报故障。而滤波电容在110A的电流下工作时，可能在不到150S的时间内就已经损坏。

综上所述，现有技术中采用霍尔元件对滤波电容进行保护的方案，滤波电容仍然存在损坏的风险。

发明内容

本发明实施例提供一种滤波电容的保护方法、装置及变流器，用以对滤波电容进行有效的保护。

第一方面，本发明实施例提供了一种滤波电容的保护方法，包括：

获取滤波电容的工作环境温度和工作电流；

在确定滤波电容在工作电流下的工作时长大于预设时长的条件下，控制停止滤波电容所在的设备，预设时长是从预先存储的预设时长关系表中，基于工作环境温度和工作电流查找得到的；

其中，预设时长关系表中包括工作环境温度、工作电流以及预设时长三者之间的对应关系。