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应用于风电并网的电流型多电平变流系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-08 08:49:03

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 涂媛 | 2023-11-08 08:49:03

一种应用于风电并网的电流型多电平变流系统,其特征在于该系统由主电路和控制电路组成,主电路又包括整流电路和逆变电路。本发明的优越性和技术效果在于:多电平变流系统具有功率容量大、开关频率低、输出谐波小以及电磁兼容性好等特点,使得变流系统在增大容量的同时改善其输出性能成为可能,电流源型变流器的输出电流更容易控制;易于实现过流和短路保护,工作更加稳定可靠;直流侧电感具有电压提升作用,可以允许前端供电电压较低,从而扩大了可利用风速范围;同时,电流型变流器的拓扑相对简单,这就降低了风力发电系统的成本。

本发明目的是解决如何提高风力发电机的运行性能、风力发电机的发电质量以及风力 发电机的电网兼容性等问题,提供一种应用于风电并网的电流型多电平变流系统。本发明的技术方案:本发明从变流系统“基本单元并联”的思想出发,设计了一种新型电流型多电平变流系 统,该系统由主电路和控制电路组成,其中主电路包括整流电路,逆变电路和滤波器。整流电路:由低价位的二极管组成不可控整流桥,将风力发电机发出的交流电转换为 直流电,这样原则上不需要位置或转速传感器,从而简化结构、降低了成本。

风能作为一种清洁的可再生能源,发展前景非常广阔。近几年来,随着单机容量的不断增大,直接驱动型变速恒频技术在风电领域得到了重视。

 

纵观国内外的发展情况,为提高风力发电效率,现交—直—交变流器一统天下的局面。而为实现大容量、高质量输出波形及高可靠性,多电平变流器开始得到应用,如中点二极管箝位多电平变换器、飞跨电容多电平变换器、级联H桥多电平变换器等通用多电平变换器。

 

级联型多电平变流器所用器件少,易于进行模块化设计和封装,输出电压波形好,可降低滤波器成本。采用载波相移SPWM调制方法,采用有功、无功解耦的双闭环控制策略。根据最大风能捕获原理,以变化的风速为输入,在Simulink环境下仿真逆变器的输出特性,分析级联型多电平逆变器在直驱风电系统的应用。

本发明目的是解决如何提高风力发电机的运行性能、风力发电机的发电质量以及风力 发电机的电网兼容性等问题,提供一种应用于风电并网的电流型多电平变流系统。本发明的技术方案:本发明从变流系统“基本单元并联”的思想出发,设计了一种新型电流型多电平变流系 统,该系统由主电路和控制电路组成,其中主电路包括整流电路,逆变电路和滤波器。整流电路:由低价位的二极管组成不可控整流桥,将风力发电机发出的交流电转换为 直流电,这样原则上不需要位置或转速传感器,从而简化结构、降低了成本。

多电平变流系统具有功率容量大、开关频率低、输 出谐波小以及电磁兼容性好等特点,使得变流系统在增大容量的同时改善其输出性能成为 可能,在整流状态下,电流型多电平变流系统直流侧电压可调,且低于电源电压,呈现 buck电路特性。另外,电流型多电平变流系统用于电机驱动场合具有动态响应快,可以实 现再生制动和四象限运行,短路保护可靠性高等优点。因此,本发明能够提高风力发电机 的运行性能、风力发电机的发电质量以及风力发电机的电网兼容性等,是风电并网更加安 全可靠。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。