双馈式风力发电变流器资料教材.ppt

双馈式风力发电变流器,2010年6月13日,2,双馈变流器与直驱变流器的区别,变流器最大功率=发电机额定功率,变流器最大功率= 发电机额定功率,直驱变流器,双馈变流器,,,3,双馈变流器拓扑结构,背靠背形式的结构,4,变流器控制理论需要的信号,5,双馈变流器网侧和机侧的控制目标,网侧变流器： 功率因素控制 （一般控制功率因数为1） 稳定直流电压,机侧变流器： 变速恒频控制 功率控制/调节,6,变流器实现的技术基础,,,1. 适用于PMW控制的高运算能力CPU芯片,7,变流器实现的技术基础,,,2. 大电流高开关频率的电力电子器件,8,变流器实现的技术基础,,,IGBT器件的封装构成,9,变流器实现的技术基础,,,3. PWM控制技术,10,设计变流器通常关注的问题,,,驱动电路可靠性 不可靠的驱动不仅导致控制对象失控，更容易造成器件损坏11,设计变流器通常关注的问题,,,2. 尽量降低回路的杂散参数,高开关频率下，杂散电感会引入高du/dt、dI/dt，对电力电子器件是一种威胁因此合理的结构设计很重要 例如：加大正负母排的重合面积就可以减少杂散电感12,设计变流器通常关注的问题,,,3. 良好的散热条件,由于热量聚集造成的电力电子芯片损坏很常见。

良好的散热设计有利于延长器件使用寿命大功率的变流器将采用水冷方案水冷IGBT散热器,13,设计变流器通常关注的问题,,,4. 为实现最大风能追踪，基于PQ解耦的矢量控制算法,14,设计变流器通常关注的问题,,,5. IGBT并联,开通关断信号的一致性 均流电感设计 低电感的直流母排设计,随着变流器功率的增加，而现有器件电流有上限，将要考虑同桥臂采用多器件并联方案15,设计变流器通常关注的问题,,,6. 效率的提高,在开通和关断瞬间存在电流与电压的重叠期，因此要尽量减少重叠区域 高开关频率可以获得更好的波形，但同时带来了更大的损耗 续流二极管的反向恢复能耗16,DFIG中的低压穿越问题,,,低压穿越（LVRT）面临的问题,当电网电压跌落时，如果双馈电机仍然挂在电网上，定子磁通几乎保持于直流分量不变，定子电流增加，转子侧将会产生过量的电流和电压，从而影响到变流器解决的办法是需要调整及增加新的硬件，只调整控制部分是不够的17,DFIG中的低压穿越问题,,,. 一种低成本的Crowbar解决方案,18,国电南自1.5MW双馈变流器,主要技术指标 中间直流电压：1100V 直流电压纹波系数： ≤5％ 网侧额定容量： 420kVA 网侧额定电流 350A 电流谐波畸变率（THD）：＜5% 机侧额定容量： 650kVA 机侧额定电流 480A 效率：≥97%（额定功率） 过载能力： 120%功率过载≥1min 工作环境温度：-30℃～+40℃ 相对湿度：≤90% 冷却方式：强迫风冷 防护等级：IP21/ IP54 外形尺寸：2600×910×2362mm,19,国电南自1.5MW双馈变流器,,,20,谢 谢！,。