一種用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)涞闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電力和風(fēng)電，特別涉及一種用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)洹?br>【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的柔性直流輸電換流器采用的拓?fù)溆袃煞N，一種是模塊化多電平三相橋，一種是IGBT串聯(lián)的三相橋。前者輸出波形正弦度高，無(wú)需另設(shè)濾波器，但換流器需要的元件較多，控制較復(fù)雜；后者輸出波形正弦度不如前者，需要另設(shè)濾波器，但換流器所需元件較少，結(jié)構(gòu)緊湊，控制相對(duì)簡(jiǎn)單。雖然元器件價(jià)格已經(jīng)下降很多，但是采用這兩種拓?fù)涞膿Q流器，造價(jià)仍明顯高于基于晶閘管的高壓直流輸電，限制了柔性直流輸電在風(fēng)電領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。
[0003]因此，有必要設(shè)計(jì)一種新的柔性直流輸電換流器拓?fù)鋪?lái)滿足人們的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)洹?br>[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)?，包括設(shè)置在逆變站中的A型單元模塊，以及設(shè)置在整流站中的B型單元模塊，所述的A型單元模塊包含M個(gè)三相逆變橋，Ml個(gè)三相逆變橋的交流側(cè)分別接入逆變站變壓器副邊的M2個(gè)繞組，逆變站變壓器原邊則接入電網(wǎng)，Ml個(gè)三相逆變橋的直流側(cè)依次串聯(lián)，接入直流線路；所述的B型單元模塊包含NI個(gè)三相不控整流橋，NI個(gè)三相不控整流橋的交流側(cè)分別接入整流站變壓器副邊的N2個(gè)繞組，整流站變壓器原邊則接至風(fēng)電場(chǎng)母線，NI個(gè)不控整流橋的直流側(cè)依次串聯(lián)，接入所述直流線路，A型單元模塊與B型單元模塊通過(guò)所述直流線路連接。
[0007]所述的三相逆變橋，采用可關(guān)斷器件。
[0008]所述的三相逆變橋由六個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和與之反并聯(lián)的二極管組成，三相逆變橋有三相(A、B、C)，每一相由兩個(gè)橋臂互相串聯(lián)組成，三相互相并聯(lián)組成三相逆變橋。在高壓大功率下，為提高換流器容量和系統(tǒng)的電壓等級(jí)，每個(gè)橋臂由多個(gè)IGBT及其相并聯(lián)的二極管相互串聯(lián)來(lái)獲得，其串聯(lián)的個(gè)數(shù)由換流器的額定頻率、電壓等級(jí)和電力電子開關(guān)器件的通流能力與耐壓強(qiáng)度決定。
[0009]所述的三相不控整流橋，采用整流二極管構(gòu)成。
[0010]所述的三相不控整流橋由六個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂由整流二極管組成，三相逆變橋有三相(A、B、C)，每一相由兩個(gè)橋臂互相串聯(lián)組成，三相互相并聯(lián)組成三相不控整流橋。在高壓大功率下，為提高換流器容量和系統(tǒng)的電壓等級(jí)，每個(gè)橋臂由多個(gè)整流二極管相互串聯(lián)來(lái)獲得，其串聯(lián)的個(gè)數(shù)由換流器的額定頻率、電壓等級(jí)和電力電子開關(guān)器件的通流能力與耐壓強(qiáng)度決定。
[0011]所述的逆變站一側(cè)與電網(wǎng)相連，另一側(cè)與整流站相連；所述的整流站一側(cè)與逆變站相連，另一側(cè)與風(fēng)電場(chǎng)相連。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0013]1、風(fēng)電場(chǎng)側(cè)采用不控整流橋代替逆變橋，顯著降低柔性直流系統(tǒng)的造價(jià)和控制的復(fù)雜性；
[0014]2、電網(wǎng)側(cè)可對(duì)各逆變橋進(jìn)行獨(dú)立控制，無(wú)需相互協(xié)調(diào)，降低控制的難度；
[0015]3、電磁兼容、高壓絕緣等問(wèn)題無(wú)需逆變橋承擔(dān)，而轉(zhuǎn)由變壓器承擔(dān)，便于工程實(shí)現(xiàn)；
[0016]4、三相橋逆變橋和不控整流橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟；多個(gè)逆變橋、整流橋均可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，降低制造成本。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的A型單元模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明所述的B型單元模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明所述的用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明所述的三相逆變橋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明所屬的三相不控整流橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0023]如圖3，一種用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)洌ㄔO(shè)置在逆變站中的A型單元模塊，以及設(shè)置在整流站中的B型單元模塊，如圖1，所述的A型單元模塊包含M個(gè)三相逆變橋，Ml個(gè)三相逆變橋的交流側(cè)分別接入逆變站變壓器副邊的M2個(gè)繞組，逆變站變壓器原邊則接入電網(wǎng)，Ml個(gè)三相逆變橋的直流側(cè)依次串聯(lián)，接入直流線路；如圖2，所述的B型單元模塊包含NI個(gè)三相不控整流橋，NI個(gè)三相不控整流橋的交流側(cè)分別接入整流站變壓器副邊的N2個(gè)繞組，整流站變壓器原邊則接至風(fēng)電場(chǎng)母線，NI個(gè)不控整流橋的直流側(cè)依次串聯(lián)，接入所述直流線路，A型單元模塊與B型單元模塊通過(guò)所述直流線路連接；
[0024]如圖4，所述的三相逆變橋，采用可關(guān)斷器件；
[0025]如圖5，所述的三相不控整流橋，采用整流二極管構(gòu)成；
[0026]所述的逆變站一側(cè)與電網(wǎng)相連，另一側(cè)與整流站相連；所述的整流站一側(cè)與逆變站相連，另一側(cè)與風(fēng)電場(chǎng)相連。
[0027]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)?，其特征在?包括設(shè)置在逆變站中的A型單元模塊，以及設(shè)置在整流站中的B型單元模塊，所述的A型單元模塊包含M個(gè)三相逆變橋，Ml個(gè)三相逆變橋的交流側(cè)分別接入逆變站變壓器副邊的M2個(gè)繞組，逆變站變壓器原邊則接入電網(wǎng)，Ml個(gè)三相逆變橋的直流側(cè)依次串聯(lián)，接入直流線路；所述的B型單元模塊包含NI個(gè)三相不控整流橋，NI個(gè)三相不控整流橋的交流側(cè)分別接入整流站變壓器副邊的N2個(gè)繞組，整流站變壓器原邊則接至風(fēng)電場(chǎng)母線，NI個(gè)不控整流橋的直流側(cè)依次串聯(lián)，接入所述直流線路，A型單元模塊與B型單元模塊通過(guò)所述直流線路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)?，其特征在?所述的三相逆變橋，采用可關(guān)斷器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)?，其特征在?所述的三相逆變橋由六個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和與之反并聯(lián)的二極管組成，三相逆變橋有三相，每一相由兩個(gè)橋臂互相串聯(lián)組成，三相互相并聯(lián)組成三相逆變橋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)?，其特征在?所述的三相不控整流橋由六個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂由整流二極管組成，三相逆變橋有三相，每一相由兩個(gè)橋臂互相串聯(lián)組成，三相互相并聯(lián)組成三相不控整流橋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)?，其特征在?所述的逆變站一側(cè)與電網(wǎng)相連，另一側(cè)與整流站相連；所述的整流站一側(cè)與逆變站相連，另一側(cè)與風(fēng)電場(chǎng)相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的柔性直流輸電換流器拓?fù)?，包括設(shè)置在逆變站中的A型單元模塊，以及設(shè)置在整流站中的B型單元模塊，所述的A型單元模塊包含M個(gè)三相逆變橋，M1個(gè)三相逆變橋的交流側(cè)分別接入逆變站變壓器副邊的M2個(gè)繞組，逆變站變壓器原邊則接入電網(wǎng)，M1個(gè)三相逆變橋的直流側(cè)依次串聯(lián)，接入直流線路；所述的B型單元模塊包含N1個(gè)三相不控整流橋，N1個(gè)三相不控整流橋的交流側(cè)分別接入整流站變壓器副邊的N2個(gè)繞組，整流站變壓器原邊則接至風(fēng)電場(chǎng)母線，N1個(gè)不控整流橋的直流側(cè)依次串聯(lián)，接入所述直流線路，A型單元模塊與B型單元模塊通過(guò)所述直流線路連接。本發(fā)明的換流器拓?fù)洌杀据^低，可控性好。
【IPC分類】H02J3-36, H02J3-38
【公開號(hào)】CN104753082
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510108677
【發(fā)明人】夏成軍, 梁君君, 李猛, 張春朋
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日