变流器换流阀塔、变流器换流系统及风力发电机组技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种变流器换流阀塔、变流器换流系统及风力发电机组。变流器换流系统包括：U相机网侧阀塔、V相机网侧阀塔、W相机网侧阀塔、U相机网侧电抗器塔、V相机网侧电抗器塔及W相机网侧电抗器塔。本发明专利技术实施例的变流器换流阀塔、变流器换流系统及风力发电机组，能够提高电气控制效率，并且能够减少成本。并且能够减少成本。并且能够减少成本。

【技术实现步骤摘要】
变流器换流阀塔、变流器换流系统及风力发电机组


[0001]本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种变流器换流阀塔、变流器换流系统及风力发电机组。

技术介绍

[0002]变流器换流阀的功能是对电流进行转换操作，比如，将交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电。由于模块化多电平换流阀(Modular Multi-level Control，MMC)能够将多个子模块级联形成桥臂的方式叠加输出很高的电压，因此被广泛应用在高压变频器及高压风力输电领域中。
[0003]然而，现有技术中的MMC换流阀主要为背靠背结构，基于该结构的换流阀共需要4个换流阀塔，共计12组桥臂，并且需要4组电抗器阀塔，共计12个电抗器组，具体参见图1和图2。其中，上半桥机侧阀塔11与上半桥网侧阀塔14共直流正母线，下半桥机侧阀塔12与下半桥网侧阀塔13共直流负母线。由于阀塔数量多，总体成本较高，不便于在中压变频器领域及风力发电领域推广。同时，中压电机的电压等级比较固定为10Kv，电机选型配置不灵活。
[0004]因此，亟需一种新的变流器换流阀塔以及变流器换流系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种变流器换流阀塔、变流器换流系统及风力发电机组，能够达到减小换流阀塔及电抗器使用数量，提高了系统的经济性，有利于在中压变频器领域及风力发电领域推广。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种变流器换流阀塔，该变流器换流阀塔包括：U相机网侧阀塔、V相机网侧阀塔及W相机网侧阀塔；
[0007]U相机网侧阀塔包括AU相机网桥臂、BU相机网桥臂及CU相机网桥臂；V相机网侧阀塔包括AV相机网桥臂、BV相机网桥臂及CV相机网桥臂；W相机网侧阀塔包括AW相机网桥臂、BW相机网桥臂及CW相机网桥臂；
[0008]AU相机网桥臂的第一端、AV相机网桥臂的第一端及AW相机网桥臂的第一端用于连接电网的A相；BU相机网桥臂的第一端、BV相机网桥臂的第一端及BW相机网桥臂的第一端用于连接电网的B相；CU相机网桥臂的第一端、CV相机网桥臂的第一端及CW相机网桥臂的第一端用于连接电网的C相；
[0009]AU相机网桥臂的第二端、BU相机网桥臂的第二端及CU相机网桥臂的第二端相互连接，用于连接电机的U相端口；AV相机网桥臂的第二端、BV相机网桥臂的第二端及CV相机网桥臂的第二端相互连接，用于连接电机的V相端口；AW相机网桥臂的第二端、BW相机网桥臂的第二端及CW相机网桥臂的第二端相互连接，用于连接电机的W相端口。
[0010]在第一方面的一种可能的实施方式中，每相机网侧阀塔中的各相机网桥臂均包括至少一个阀段；同一相机网桥臂的阀段串联连接；同一相机网侧阀塔中不同相机网桥臂的阀段分层安装，且同一相机网桥臂的阀段安装在同一层。
[0011]在第一方面的一种可能的实施方式中，同一相机网桥臂中的阀段通过铜排串联连接。
[0012]在第一方面的一种可能的实施方式中，每个阀段包括至少一个功率模块及一绝缘支撑梁，功率模块级联连接，并安装在绝缘支撑梁上。
[0013]在第一方面的一种可能的实施方式中，每个绝缘支撑梁安装于绝缘支柱上。
[0014]在第一方面的一种可能的实施方式中，功率模块包括H桥功率模块。
[0015]在第一方面的一种可能的实施方式中，功率模块还包括一旁路开关，旁路开关的第一电气接口与功率模块的第一交流端口连接，旁路开关的第二电气接口与功率模块的第二交流端口连接。
[0016]第二方面，本专利技术实施例提供一种变流器换流系统，该变流器换流系统包括：本专利技术实施例提供的变流器换流阀塔、U相机网侧电抗器塔、V相机网侧电抗器塔及W相机网侧电抗器塔；其中，
[0017]U相机网侧电抗器塔包括AU相机网侧电抗器、BU相机网侧电抗器及CU相机网侧电抗器；V相机网侧电抗器塔包括AV相机网侧电抗器、BV相机网侧电抗器及CV相机网侧电抗器；W相机网侧电抗器塔包括AW相机网侧电抗器、BW相机网侧电抗器及CW相机网侧电抗器；
[0018]AU相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的A相，第二端用于连接AU相机网桥臂的第一端；BU相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的B相，第二端用于连接BU相机网桥臂的第一端；CU相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的C相，第二端用于连接CU相机网桥臂的第一端；
[0019]AV相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的A相，第二端用于连接AV相机网桥臂的第一端；BV相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的B相，第二端用于连接BV相机网桥臂的第一端；CV相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的C相，第二端用于连接CV相机网桥臂的第一端；
[0020]AW相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的A相，第二端用于连接AW相机网桥臂的第一端；BW相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的B相，第二端用于连接BW相机网桥臂的第一端；CW相机网侧电抗器的第一端用于连接电网的C相，第二端用于连接CW相机网桥臂的第一端。
[0021]在第二方面的一种可能的实施方式中，同一相机网侧电抗器塔中的机网侧电抗器分层安装，且同一相机网侧电抗器塔中的机网侧电抗器之间绝缘。
[0022]第三方面，本专利技术实施例提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括如上所述的变流器换流系统。
[0023]与现有技术中的基于背靠背结构的变流器换流阀塔相比，本专利技术实施例中的变流器换流阀采用了全桥模块设计，使变流器换流阀塔结构中各子阀塔的布局方式，从按照机侧上桥臂阀塔、机侧下桥臂阀塔、网侧上桥臂阀塔和网侧下桥臂阀塔的并列排布，优化为按照电机的U相机网侧阀塔、V相机网侧阀塔、W相机网侧阀塔并列排布，达到了减小换流阀塔数量及电抗器数量，提高了系统的经济性，有利于在中压变频器领域及风力发电领域推广。同时，利用本专利技术实施例，可适配多个电压等级的中压电机，配置更为灵活。
附图说明
[0024]从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
[0025]图1为现有技术中的变流器换流阀的结构外观图；
[0026]图2为与对应图1中变流器换流阀塔的电气拓扑图；
[0027]图3为本专利技术实施例提供的三相变流器换流阀塔的结构外观图；
[0028]图4为与对应图3中变流器换流阀塔的电气拓扑图；
[0029]图5为与对应图3中变流器换流阀塔的结构布局图；
[0030]图6为对图5中U相机网侧阀塔的结构布局的单独示意图之一；
[0031]图7为对图5中AU相机网桥臂的结构布局的单独示意图；
[0032]图8为对图5中U相机网侧阀塔的结构布局的单独示意图之二；
[0033]图9为对图8中相邻两桥臂的连接示意图；
[0034]图10为对图9中框选阀段的单独示意图；
[0035]图11为单个阀段中功率模块的级联电气拓扑图；
[0036]图12为本专利技术实施例提供的变流器换流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变流器换流阀塔，其特征在于，所述变流器换流阀塔包括：U相机网侧阀塔、V相机网侧阀塔及W相机网侧阀塔；所述U相机网侧阀塔包括AU相机网桥臂、BU相机网桥臂及CU相机网桥臂；所述V相机网侧阀塔包括AV相机网桥臂、BV相机网桥臂及CV相机网桥臂；所述W相机网侧阀塔包括AW相机网桥臂、BW相机网桥臂及CW相机网桥臂；所述AU相机网桥臂的第一端、AV相机网桥臂的第一端及AW相机网桥臂的第一端用于连接电网的A相；所述BU相机网桥臂的第一端、BV相机网桥臂的第一端及BW相机网桥臂的第一端用于连接电网的B相；所述CU相机网桥臂的第一端、CV相机网桥臂的第一端及CW相机网桥臂的第一端用于连接电网的C相；所述AU相机网桥臂的第二端、BU相机网桥臂的第二端及CU相机网桥臂的第二端相互连接，用于连接电机的U相端口；所述AV相机网桥臂的第二端、BV相机网桥臂的第二端及CV相机网桥臂的第二端相互连接，用于连接电机的V相端口；所述AW相机网桥臂的第二端、BW相机网桥臂的第二端及CW相机网桥臂的第二端相互连接，用于连接电机的W相端口。2.根据权利要求1所述的变流器换流阀塔，其特征在于，每相机网侧阀塔中的各相机网桥臂均包括至少一个阀段；同一相机网桥臂的阀段串联连接；同一相机网侧阀塔中不同相机网桥臂的阀段分层安装，且同一相机网桥臂的阀段安装在同一层。3.根据权利要求2所述的变流器换流阀塔，其特征在于，同一相机网桥臂中的阀段通过铜排串联连接。4.根据权利要求2所述的变流器换流阀塔，其特征在于，每个阀段包括至少一个功率模块及一绝缘支撑梁，所述功率模块级联连接，并安装在所述绝缘支撑梁上。5.根据权利要求4所述的变流器换流阀塔，其特征在于，每个绝缘支撑梁安装于绝缘支柱上。6.根据权利要求4所述的变流器换流阀塔，其特征在于，所述功率模块包括H桥功率模块。7.根据权利要求4所述的变流器换流阀塔，其特征在于，所述功率模块还包括一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李战龙，杨有涛，耿杰，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：