[发明专利]风力发电机组的跨接式变流器及其并网控制方法

说明书

本发明公开了风力发电机组的跨接式变流器及其并网控制方法，其中风力发电机组的跨接式变流器包括：三个变流单元，和，与每个变流单元对应的控制单元；风力发电机组的三相出线两两组对，每对出线分别接入对应的变流单元；三个变流单元的直流母线电容的正极电路连通；三个所述直流母线电容的负极电路连通；三个变流单元的输出分别接入电网侧的并网开关；控制单元用于根据变流单元的电压信息和电网侧的电压信息生成多种脉冲宽度调制PWM单元的输入信号和/或并网开关的控制指令；PWM单元用于根据输入信号控制变流单元输出的电压信息。通过本发明，可以提高电网出现电压波动或功率突变时的故障穿越能力。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别涉及风力发电机组的跨接式变流器及其并网控制方法。

背景技术

风力发电正在逐步成为我国能源结构调整后的重要组成部分之一。受自然环境的影响，风力发电机组输出电能一般都会具有较大的波动性，因此做好风力发电机组与接入电网的电能控制对于风力发电的安全生产和高效产出具有重要意义。

现有技术中，风电发电机组中的变流器一般采用基于三相电压的控制和实现方案，风电发电机的三相出线分别接入变流器中电机侧变换器，变流器中电网侧变换器设有三相输出。

发明人经过研究发现，现有技术中的变流器至少存在以下缺陷：

当电网中三相的某一相或多相出现电压波动或功率突变时故障穿越能力较差，容易造成解列，因此不利于电网的安全稳定运行。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提高电网出现电压波动或功率突变时的故障穿越能力。

本发明提供了一种风力发电机组的跨接式变流器，包括：三个变流单元，和，与每个所述变流单元对应的控制单元；所述变流单元为两相变流器件；

所述风力发电机组的三相出线两两组对，每对出线分别接入对应的所述变流单元；三个所述变流单元的直流母线电容的正极电路连通；三个所述直流母线电容的负极电路连通；三个所述变流单元的输出分别接入电网侧的并网开关；

所述控制单元用于根据所述变流单元的电压信息和所述电网侧的电压信息生成多种脉冲宽度调制PWM单元的输入信号和/或所述并网开关的控制指令；所述电压信息包括电压的相位、幅值和频率；所述PWM单元用于根据所述输入信号控制所述变流单元输出的电压信息。

在本发明中，所述控制单元包括：

电压补偿计算模块，用于根据母线电压参考值、母线电压实际值和母线电流值计算生成电压补偿值，用于根据母线电压参考值、母线电压实际值和母线电流值计算生成电压补偿值。

在本发明中，所述根据所述变流单元的电压信息和所述电网侧的电压信息生成所述并网开关的控制指令，包括：

判断当前工况是否符合并网条件；所述并网条件包括：所述变流单元的输出的电压相位、电压幅值和电压频率与电网侧的电压相位、电压幅值和电压频率之间的差值是否小于预设误差阈值。

在本发明中，所述并网条件还包括：

三个所述变流单元均为无故障状态，且，三个所述变流单元的输出电压之间的电压相位差为120°。

在本发明中，所述变流单元包括电网侧变换器、转子侧变换器和直流母线电容；所述电网侧变换器和所述转子侧变换器均包括四个全控型电力电子器件。

在本发明中，所述全控型电力电子器件包括：绝缘栅双极型晶体管IGBT。

在本发明中，所述全控型电力电子器件包括：电力场效应晶体管FET。