專利名稱：大功率風電變流器儲能電容充電電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于風力發(fā)電設備，涉及一種大功率風電變流器儲能電容充電電路。
背景技術：
在風力發(fā)電系統的電壓型PWM大功率整流器(VSR)主電路中，如附圖1所示，直流 側包括由IGBT功率單元構成的機側整流電路01，機側整流電路經過機側開關連接發(fā)電機 02，交流側則包括由IGBT功率單元構成的網側逆變電路03，網側逆變電路經過LCL濾波電 路04和網側開關連接電網05。在直流側通常會采用儲能電容06進行直流儲能，儲能電容 既可以緩沖交流側與直流側負載間的能量轉換，穩(wěn)定VSR直流側電壓，也可以抑制直流側 諧波電壓。但是在大功率MW級風電變流器中，直流側電壓達到1000VDC，如果變流器開始工 作時將這種階躍電壓將直接加載在儲能電容兩端，將嚴重損害儲能電容壽命，尤其是對于 電解電容作為儲能電容的場合。所以在大功率MW級變流器工作前通常會對儲能電容進行 預充電，以保護儲能電容。由于直驅風力發(fā)電變流器所接電網額定線電壓690V，通?？紤]儲能電容的預充電 問題時都會利用電網電壓對電容進行充電，現有的變流器儲能電容預充電方案是對兩相電 網電壓進行整流對電容充電，如附圖2所示。其在變流器開始工作前，先開通充電回路07， 對儲能電容進行預充電，然后關斷充電回路，使變流器開始正常工作，這種充電回路屬于單 相橋式不可控整流電路。該電路和方法是目前MW級變流器主流充電方法，其缺陷是1、充 電時間長；2、充電電流中諧波電流成分很大，雖然不會影響儲能電容的性能，但是會產生附 加的諧波損耗，降低設備的效率，并且有可能使儲能電容兩端的電壓、電流傳感器出現計量 不準確的現象；3、由于設置單獨的整流模塊，因而其充電回路成本較高。
發(fā)明內容本實用新型所要解決技術問題是，提供一種電路結構簡單、儲能電容諧波電流小、 充電時間短的大功率風電變流器儲能電容充電電路。本實用新型的大功率風電變流器儲能電容充電電路包括有由連接在發(fā)電機和電 網之間的機側整流電路和網側逆變電路；機側整流電路由IGBT功率單元構成，并經過機側 開關連接發(fā)電機；網側逆變電路由IGBT功率單元構成，并依次經過LCL濾波電路和網側開 關連接電網；機側整流電路功率單元和網側逆變電路功率單元之間的一對連接接點之間連 接有儲能電容；其特征是，在網側開關處并聯充電電阻，充電電阻由與其串聯的充電開關控 制其通斷。本實用新型在變流器未工作前，接通充電電阻，利用IGBT功率單元中IGBT開關管 橋臂上原有的續(xù)流二極管對儲能電容進行預充電，可以確保直流母線電壓在變流器開始工 作前，預先達到一個電容安全電壓范圍，延長電容使用壽命；其不僅電路結構簡單、成本低， 并且充電速度快、充電電壓高、諧波抑制效果好。
圖1是現有的風電變流器電路原理圖；圖2是現有的風電變流器儲能電容充電電路原理圖；圖3是本實用新型的風電變流器儲能電容充電電路原理圖。
具體實施方式
如圖3所示，本發(fā)明的風電變流器儲能電容充電電路具有與傳統風電變流器系統 相同的由IGBT功率單元構成的機側整流電路11和網側逆變電路13、機側開關(圖中未給 出)、LCL濾波電路14、網側開關18、儲能電容16，此外，網側開關處并聯充電電阻19，充電 電阻由與其串聯的充電開關17控制其通斷。本實用新型工作過程中，在變流器未工作前，即機側開關和網側開關均斷開時，接 通充電電阻，通過電網電壓，利用IGBT功率單元中IGBT開關管橋臂上原有的續(xù)流二極管對 儲能電容進行預充電，使直流母線電壓在變流器開始工作前預先達到一個電容安全電壓范 圍，然后再斷開充電開關、啟動變流器。
權利要求1.大功率風電變流器儲能電容充電電路包括有由連接在發(fā)電機和電網之間的機側整 流電路和網側逆變電路；機側整流電路由IGBT功率單元構成，并經過機側開關連接發(fā)電 機；網側逆變電路由IGBT功率單元構成，并依次經過LCL濾波電路和網側開關連接電網； 機側整流電路功率單元和網側逆變電路功率單元之間的一對連接接點之間連接有儲能電 容，其特征是在網側開關處并聯充電電阻，充電電阻由與其串聯的充電開關控制其通斷。
專利摘要本實用新型屬于風力發(fā)電設備，涉及一種大功率風電變流器儲能電容充電電路。該電路包括有由連接在發(fā)電機和電網之間的機側整流電路和網側逆變電路；機側整流電路由IGBT功率單元構成，并經過機側開關連接發(fā)電機；網側逆變電路由IGBT功率單元構成，并依次經過LCL濾波電路和網側開關連接電網；其特征是，在網側開關處并聯充電電阻，充電電阻由與其串聯的充電開關控制其通斷。本實用新型可以確保直流母線電壓在變流器開始工作前，預先達到一個電容安全電壓范圍，延長電容使用壽命；其不僅電路結構簡單、成本低，并且充電速度快、充電電壓高、諧波抑制效果好。
文檔編號H02M1/36GK201846230SQ20102056991
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權日2010年10月21日
發(fā)明者丁印福, 張波濤, 張海蓮, 朱琴華, 武美娜 申請人:江蘇大全凱帆電器股份有限公司