应用于风电并网的电流型多电平变流装置

摘要

一种应用于风电并网的电流型多电平变流装置，其特征在于该装置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。本实用新型的优越性和技术效果在于：多电平变流装置具有功率容量大、开关频率低、输出谐波小以及电磁兼容性好等特点，使得变流装置在增大容量的同时改善其输出性能成为可能，电流源型变流装置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，电流型变流装置的拓扑相对简单，这就降低了风力发电系统的成本。

主权项

一种应用于风电并网的电流型多电平变流装置，其特征在于该装置由主电路和控制电路组成，其中主电路的组成包括，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；逆变电路：将直流电转换成交流电，经过并网变压器并网；滤波器：包括交流侧滤波器和直流侧滤波器；直流侧滤波器用于滤除直流侧电流纹波，同时还要保证系统有较快的动态响应速度；交流侧滤波器，用于滤除逆变电路输出波形的高次谐波，使并网电流为标准正弦波；整流电路的输出端经过滤波器后接入逆变电路的输入端，逆变电路的输出端经过滤波器后与电网并联；控制电路包括：DSP和FPGA搭建的控制系统：DSP芯片主要负责完成信号检测、占空比数据的计算，并将计算所得到的各相占空比数据通过数据总线传送到FPGA的数据锁存器中；FPGA芯片主要完成的功能包括：第一，采用计数器来产生多列相移载波；第二，将数据锁存器中的占空比数据与相移载波发生器相比较来产生多路二逻辑PWM信号；第三，完成二逻辑PWM信号到三逻辑PWM信号的转换以及短路脉冲的分配；当“复位”信号有效时，整个系统初始化；“使能”信号用于当系统发生故障时完全封锁所有PWM输出；控制电路的输出信号与组成逆变电路的开关管相连接，对其起到控制作用。