基于mmc和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，包括兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器和并網(wǎng)變壓器，機(jī)側(cè)變流器由兩路獨(dú)立整流電路組成，每個(gè)整流電路包括du/dt濾波器、可控整流器、直流電容；網(wǎng)側(cè)變流器主要由三組模塊化多電平換流器（MMC）組成，本裝置共包括12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率單元子模塊（SM）；本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)采用雙極性直流結(jié)構(gòu)，在直流線路發(fā)生單極直流故障時(shí)，故障極整流側(cè)換流器閉鎖，則故障極整流側(cè)輸出的直流電流降為零，即不會(huì)產(chǎn)生直流故障的過電流。
【專利說明】基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組的功率不斷加大，目前大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)多采用六相(雙繞組)電機(jī)，輸出兩組三相電壓(錯(cuò)相或不錯(cuò)相)，每組容量為電機(jī)容量的一半；在風(fēng)力發(fā)電的各種方案中，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電方式以其優(yōu)越的性能，日益成為研究及應(yīng)用的熱點(diǎn)；現(xiàn)有的大容量直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于受葉尖速比的限制，容量的增大會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，而低轉(zhuǎn)速大容量直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的直徑等尺寸將變得很大，這給發(fā)電機(jī)的制造、運(yùn)輸和吊裝帶來極大困難，對(duì)此，行業(yè)內(nèi)已有相關(guān)研究，一種解決方法是使用兩臺(tái)相同的直驅(qū)發(fā)電機(jī)同軸串聯(lián)使用，即串級(jí)式發(fā)電機(jī)，這種結(jié)構(gòu)增大了直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的容量，有效壓縮了大容量發(fā)電機(jī)的尺寸；與此相對(duì)應(yīng)，并網(wǎng)變流器的容量要求增大，因此本發(fā)明正好符合這種串級(jí)發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)需求。
[0003]直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間通過變流器連接，風(fēng)電變流器是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不可缺少的能量變換環(huán)節(jié)，其主要作用是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓頻率、幅值浮動(dòng)不定的電能轉(zhuǎn)換為頻率、幅值穩(wěn)定，符合電網(wǎng)要求的電能，解決了低電壓的穿越問題，通過最大功率點(diǎn)追蹤技術(shù)，能夠充分的利用風(fēng)能，進(jìn)一步提高發(fā)電效率。
[0004]目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率已達(dá)到近10麗，由于直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)需要通過全功率變流器進(jìn)行并網(wǎng)，受到電力電子器件容量的限制，單套變流器的輸送能力不能滿足發(fā)電機(jī)的能量傳輸需求，為突破這一限制，變流器的并聯(lián)技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中成為了研究熱點(diǎn)；并聯(lián)技術(shù)在風(fēng)機(jī)功率一定的情況下，可以采用功率等級(jí)更低的功率開關(guān)器件傳送電流，大大降低生產(chǎn)成本。
[0005]并聯(lián)型變流器系統(tǒng)中，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)流問題；環(huán)流在并聯(lián)的變流器之間流動(dòng)，它的存在增加了損耗，降低了系統(tǒng)效率，是功率器件發(fā)熱嚴(yán)重，甚至燒毀；目前研究中常采用兩種方式解決并聯(lián)變流器系統(tǒng)中環(huán)流問題:一是在硬件上消除環(huán)流通道，二是采用適當(dāng)?shù)目刂品椒▉硪种骗h(huán)流；通常采用硬件方式消除環(huán)流的方法為加隔離變壓器，隔離變壓器能夠阻斷交流側(cè)的環(huán)流回路，消除環(huán)流，同時(shí)，采用不同形式的副邊結(jié)構(gòu)的隔離變壓器，可以消除特定次諧波，降低對(duì)電網(wǎng)的污染；由于在工頻下工作，通常隔離變壓器的體積、重量都很大，它會(huì)造成系統(tǒng)成本的增加，所以不適合用于大功率的永磁或電勵(lì)磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)采用雙極性直流結(jié)構(gòu)，在直流線路發(fā)生單極直流故障時(shí)，故障極整流側(cè)換流器閉鎖，則故障極整流側(cè)輸出的直流電流降為零，即不會(huì)產(chǎn)生直流故障的過電流，
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，包括兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，即第一、第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)之間通過設(shè)置一電容形成同軸聯(lián)接，即串級(jí)使用；
兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相繞組獨(dú)立設(shè)置且每套三相繞組的輸出端均依次串聯(lián)一 du/dt濾波器及一整流器，第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的正直流輸出端串聯(lián)第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的負(fù)直流輸出端串聯(lián)第二直流電阻后通過負(fù)直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的負(fù)直流輸出端與第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的正直流輸出端共同接地；每個(gè)整流器正負(fù)直流輸出端之間還設(shè)有一直流支撐電容；
網(wǎng)側(cè)變流器為三相交流輸出結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)側(cè)變流器包括在正、負(fù)直流傳輸線之間并聯(lián)設(shè)置的三組模塊化多電平換流器，每組模塊化多電平換流器由4臺(tái)串聯(lián)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊組成，沿正、負(fù)直流傳輸線位置方向依次為第一至第四標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊，其中，第二、第三標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊之間還串聯(lián)設(shè)置有兩個(gè)電感，還包括一臺(tái)三相濾波電容組，三相濾波電容組的輸入端連接每組模塊化多電平換流器中兩個(gè)電感之間的中點(diǎn)，其輸出端經(jīng)并網(wǎng)變壓器后為電網(wǎng)提供三相電壓；
技術(shù)效果:上述技術(shù)方案中，機(jī)側(cè)變流器輸出雙極性直流電壓，為網(wǎng)側(cè)變流器提供直流電源，網(wǎng)側(cè)變流器將機(jī)側(cè)變流器整流出的直流電壓調(diào)制成交流的三相電壓，通過對(duì)逆變輸出三相電壓幅值、相位和頻率的控制，經(jīng)過并網(wǎng)變壓器，輸出符合電網(wǎng)要求的三相電壓，較好的完成風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)功能。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
進(jìn)一步的，前述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)為單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)且每套三相繞組獨(dú)立設(shè)置，每套三相繞組的輸出端均依次串聯(lián)一du/dt濾波器及一整流器，即每臺(tái)單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接一臺(tái)du/dt濾波器和一臺(tái)整流器；
第一單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的正直流輸出端串聯(lián)第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第二單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的負(fù)直流輸出端串聯(lián)第二直流電阻后通過負(fù)直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的負(fù)直流輸出端與第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的正直流輸出端共同接地；每個(gè)整流器正負(fù)直流輸出端之間還設(shè)有一直流支撐電容。
[0008]前述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)為雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)且其每套三相繞組獨(dú)立設(shè)置，每套三相繞組的輸出端均依次串聯(lián)一du/dt濾波器及一整流器，即每臺(tái)雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接兩臺(tái)du/dt濾波器和兩臺(tái)整流器；
第一雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的正直流輸出端共同串聯(lián)第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第二雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的負(fù)直流輸出端共同串聯(lián)第二直流電阻后通過負(fù)直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的負(fù)直流輸出端與第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的正直流輸出端共同接地；每個(gè)整流器正負(fù)直流輸出端之間還設(shè)有一直流支撐電容。
[0009]前述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊為半橋結(jié)構(gòu)，包括2個(gè)絕緣柵雙極晶體管和I個(gè)直流儲(chǔ)能電容組成，第一絕緣柵雙極晶體管的源極接第二絕緣柵雙極晶體管的漏極，直流儲(chǔ)能電容的兩端分別接第一絕緣柵雙極晶體管的漏極和第二絕緣柵雙極晶體管的源極，每個(gè)絕緣柵雙極晶體管分別并聯(lián)一個(gè)二極管且二極管的正、負(fù)極分別接絕緣柵雙極晶體管的源極和漏極，2個(gè)二極管的正極分別作為標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊的連接端。
[0010]前述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)為電勵(lì)磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)或永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0011]前述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，電感為耦合或非耦合電感。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比:
1.本發(fā)明適合于風(fēng)力發(fā)電機(jī)串級(jí)使用的場(chǎng)合，使得單個(gè)直驅(qū)電機(jī)尺寸小、便于制造、運(yùn)輸和吊裝，同時(shí)成本低，節(jié)省空間，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快；
2.網(wǎng)側(cè)模塊化多電平換流器(MMC)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很大的靈活性，控制策略簡(jiǎn)單可罪，能夠?qū)崿F(xiàn)有功和無功功率的控制，能夠有效的減小開關(guān)器件開關(guān)頻率和承受:應(yīng)力，能夠達(dá)到更高電平來逼近正弦波；MMC具有開關(guān)損耗較低、故障穿越能力強(qiáng)等特點(diǎn)；
3.本發(fā)明中變流器的各橋臂以功率單元子模塊串聯(lián)方式構(gòu)成，避免了開關(guān)器件的直接串聯(lián)，而且工作時(shí)不需要同一橋臂上的所有串聯(lián)的開關(guān)器件同時(shí)開關(guān)，對(duì)變流器的制造工藝要求相對(duì)較低，提高了變流器的可靠性；
4.本發(fā)明便于變流器采用網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)分置方案，即網(wǎng)側(cè)逆變器置于塔底和機(jī)側(cè)變頻器置于塔頂，中間長(zhǎng)距離直流母線傳輸，類似輕型直流輸電的拓樸結(jié)構(gòu)，從而更有效的節(jié)省發(fā)電機(jī)側(cè)的交流電纜長(zhǎng)度，降低因電壓反射而引起的過電壓可能性，并且能夠減少因高頻交流電流的集膚效應(yīng)引起的電纜發(fā)熱現(xiàn)象；
綜上所述，采用單極性的直流傳輸技術(shù)，相比于交流傳輸能夠節(jié)省25%左右的電纜，本變流器因?yàn)椴捎弥悬c(diǎn)接地(塔架)的雙極式結(jié)構(gòu)，直流電壓為土Ud，直流電流為單極式的50%，因而總的傳輸電纜能夠降低60%以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明接單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)的系統(tǒng)原理圖；
圖2為本發(fā)明接雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)的系統(tǒng)原理圖；
圖3為本發(fā)明總標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)有技術(shù)中，單臺(tái)使用的低轉(zhuǎn)速大容量直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的直徑等尺寸較大，這給發(fā)電機(jī)的制造、運(yùn)輸和吊裝帶來極大困難；
現(xiàn)有直驅(qū)風(fēng)電變流器中，存在如下一些問題，如整流橋輸入側(cè)電流畸變很嚴(yán)重，諧波含量比較大，因而使發(fā)電機(jī)功率因數(shù)降低，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩發(fā)生振蕩；其直流側(cè)電壓也難以實(shí)現(xiàn)平衡控制，電容電壓的波動(dòng)必定會(huì)影響裝置的整體輸出性能；并聯(lián)型變流器系統(tǒng)中，采用硬件方式消除環(huán)流的方法為加隔離變壓器，由于在工頻下工作，通常隔離變壓器的體積、重量都很大，它會(huì)造成系統(tǒng)成本的增加，所以不適合用于大功率的永磁或電勵(lì)磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)中；下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明: 實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，包括兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器和并網(wǎng)變壓器，機(jī)側(cè)變流器由兩路獨(dú)立整流電路組成，每個(gè)整流電路包括du/dt濾波器、可控整流器、直流電容，整流輸入端分別與串級(jí)使用的兩臺(tái)單繞組電勵(lì)磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電整流成直流電壓，四路整流回路中同電機(jī)的兩路輸出并聯(lián)，然后再串聯(lián)接地，從而整個(gè)機(jī)側(cè)變流器輸出雙極性直流電壓；
網(wǎng)側(cè)變流器主要由三組模塊化多電平換流器(MMC)組成，本裝置共包括12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率單元子模塊(SM);網(wǎng)側(cè)變流器三相，每個(gè)相單元由上、下2個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂由2個(gè)子模塊和I個(gè)橋臂電抗組成，輸出相電壓三電平，線電壓為五電平；網(wǎng)側(cè)變流器將機(jī)側(cè)變流器整流出的直流電壓調(diào)制成交流的三相電壓，通過控制器對(duì)逆變輸出三相電壓幅值、相位和頻率的控制，經(jīng)過并網(wǎng)變壓器，輸出符合電網(wǎng)要求的三相電壓，較好的完成風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)功倉(cāng)泛。
[0015]本發(fā)明機(jī)側(cè)變流器采用雙極性直流結(jié)構(gòu)，在直流線路發(fā)生單極直流故障時(shí)，故障極整流側(cè)換流器閉鎖，則故障極整流側(cè)輸出的直流電流降為零，即不會(huì)產(chǎn)生直流故障的過電流。
[0016]實(shí)施例2
如圖2所示，本實(shí)施例提供了一種基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，包括兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器和并網(wǎng)變壓器，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)為雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)且其每套三相繞組獨(dú)立設(shè)置，每套三相繞組的輸出端均依次串聯(lián)一du/dt濾波器及一整流器，即每臺(tái)雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接兩臺(tái)du/dt濾波器和兩臺(tái)整流器；
第一雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的正直流輸出端共同串聯(lián)第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第二雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的負(fù)直流輸出端共同串聯(lián)第二直流電阻后通過負(fù)直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的負(fù)直流輸出端與第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的正直流輸出端共同接地；每個(gè)整流器正負(fù)直流輸出端之間還設(shè)有一直流支撐電容；網(wǎng)側(cè)變流器主要由三組模塊化多電平換流器(MMC)組成，本裝置共包括12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率單元子模塊(SM);網(wǎng)側(cè)變流器三相，每個(gè)相單元由上、下2個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂由2個(gè)子模塊和I個(gè)橋臂電抗組成，輸出相電壓三電平，線電壓為五電平。
[0017]實(shí)施例3
如圖3所示，本實(shí)施例中，SM子模塊采用半橋結(jié)構(gòu)，由2個(gè)絕緣柵雙極晶體管IGBT和I個(gè)直流儲(chǔ)能電容組成，并且IGBT分別并聯(lián)一個(gè)反接二極管VD，通過控制VTl和VT2的開通和關(guān)斷可以實(shí)現(xiàn)子模塊的投入、切出和閉鎖的狀態(tài)。更進(jìn)一步推理，任意時(shí)刻通過調(diào)整上、下橋臂投入的子模塊數(shù)來調(diào)節(jié)交流電壓的輸出，同時(shí)每個(gè)相單元投入的子模塊數(shù)保持η個(gè)不變，以維持直流電壓的恒定，如此MMC輸出電平數(shù)為η+1 ;逆變器將機(jī)側(cè)變流器整流出的直流電壓調(diào)制成交流的三相電壓，通過控制各個(gè)功率單元開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)三相交流電壓的合成，通過并網(wǎng)變壓器接入電網(wǎng)。
[0018]以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，包括兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，即第一、第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)之間通過設(shè)置一電容形成同軸聯(lián)接，即串級(jí)使用； 兩臺(tái)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相繞組獨(dú)立設(shè)置且每套三相繞組的輸出端均依次串聯(lián)一 du/dt濾波器及一整流器，所述第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的正直流輸出端串聯(lián)第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，所述第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的負(fù)直流輸出端串聯(lián)第二直流電阻后通過負(fù)直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的負(fù)直流輸出端與第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的正直流輸出端共同接地；每個(gè)整流器正負(fù)直流輸出端之間還設(shè)有一直流支撐電容； 所述網(wǎng)側(cè)變流器為三相交流輸出結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)側(cè)變流器包括在正、負(fù)直流傳輸線之間并聯(lián)設(shè)置的三組模塊化多電平換流器，每組模塊化多電平換流器由4臺(tái)串聯(lián)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊組成，沿正、負(fù)直流傳輸線位置方向依次為第一至第四標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊，其中，第二、第三標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊之間還串聯(lián)設(shè)置有兩個(gè)電感，還包括一臺(tái)三相濾波電容組，所述三相濾波電容組的輸入端連接每組模塊化多電平換流器中兩個(gè)電感之間的中點(diǎn)，其輸出端經(jīng)并網(wǎng)變壓器后為電網(wǎng)提供三相電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)為單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)且每套三相繞組獨(dú)立設(shè)置，每套三相繞組的輸出端均依次串聯(lián)一 du/dt濾波器及一整流器，即每臺(tái)單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接一臺(tái)du/dt濾波器和一臺(tái)整流器； 所述第一單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的正直流輸出端串聯(lián)第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，所述第二單繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的負(fù)直流輸出端串聯(lián)第二直流電阻后通過負(fù)直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的負(fù)直流輸出端與第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的整流器的正直流輸出端共同接地；每個(gè)整流器正負(fù)直流輸出端之間還設(shè)有一直流支撐電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)為雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)且其每套三相繞組獨(dú)立設(shè)置，每套三相繞組的輸出端均依次串聯(lián)一 du/dt濾波器及一整流器，即每臺(tái)雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接兩臺(tái)du/dt濾波器和兩臺(tái)整流器； 所述第一雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的正直流輸出端共同串聯(lián)第一直流電阻后通過正直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，所述第二雙繞組直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的負(fù)直流輸出端共同串聯(lián)第二直流電阻后通過負(fù)直流傳輸線接入網(wǎng)側(cè)變流器，第一直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的負(fù)直流輸出端與第二直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的兩臺(tái)整流器的正直流輸出端共同接地；每個(gè)整流器正負(fù)直流輸出端之間還設(shè)有一直流支撐電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊為半橋結(jié)構(gòu)，包括2個(gè)絕緣柵雙極晶體管和I個(gè)直流儲(chǔ)能電容組成，所述第一絕緣柵雙極晶體管的源極接第二絕緣柵雙極晶體管的漏極，直流儲(chǔ)能電容的兩端分別接第一絕緣柵雙極晶體管的漏極和第二絕緣柵雙極晶體管的源極，每個(gè)絕緣柵雙極晶體管分別并聯(lián)一個(gè)二極管且所述二極管的正、負(fù)極分別接絕緣柵雙極晶體管的源極和漏極，2個(gè)二極管的正極分別作為標(biāo)準(zhǔn)功率子模塊的連接端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)為電勵(lì)磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)或永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于MMC和雙極式直流傳輸結(jié)構(gòu)的直驅(qū)風(fēng)電變流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電感為耦合或非耦合電感。
【文檔編號(hào)】H02M5/458GK104242341SQ201410467096
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】周細(xì)文, 呂笑巖, 劉景芝, 章輝, 陳烘民, 黃慶利 申請(qǐng)人:周細(xì)文, 江蘇有能新能源有限公司