集成化功率模块、变流器及风电场输电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种集成化功率模块、变流器及风电场输电系统，该集成化功率模块包括：级联的N个功率单元，按级联的顺序设置在绝缘底板上，且位于第一导电侧板和第二导电侧板之间，其中，第一导电侧板和第二导电侧板设置在绝缘底板的两侧，N为大于或等于4的整数；第一电抗器组件，设置在第一导电侧板与第一级功率单元之间，第一电抗器组件的第一电气接口连接至第一导电侧板，第一电抗器组件的第二电气接口连接至第一级功率单元。根据本发明专利技术实施例，不需要单独设计第一电抗器组件的安装位置和绝缘安装件，解决了电抗器的安装难度大、安装成本高以及电抗器安装时所需要的占地面积大的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
集成化功率模块、变流器及风电场输电系统


[0001]本专利技术属于电力传输领域，尤其涉及一种集成化功率模块、变流器及风电场输电系统。

技术介绍

[0002]在风电场输电系统中，变流器是不可缺少的能量转换单元，其功能是将电压频率、幅值不稳定的电能转换为频率、幅值稳定、符合电网要求的电能后并入电网。其中，变流器的核心功率部件包括功率模块串以及与每个功率模块串相连的电抗器，以实现逆变、整流、制动等功能。其中，一个功率模块串包括级联的多个功率模块。
[0003]但是，由于电抗器为高压电力器件，出于安全考虑，不仅需要单独设计电抗器的安装位置，还需要单独设计电抗器的绝缘安装件。由此导致电抗器的安装难度大以及安装成本高。另外，由于与一个功率模块串连接的电抗器的电压等级比较高，导致电抗器与其他器件之间需要保持比较大的距离，即电抗器周围的较大范围内不能放置其他器件，由此导致电抗器在安装时的占地面积比较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种集成化功率模块、变流器及风电场输电系统，能够解决电抗器的安装难度大、安装成本高以及安装时的占地面积比较大的问题。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供一种集成化功率模块，包括：
[0006]级联的N个功率单元，按级联的顺序设置在绝缘底板上，且位于第一导电侧板和第二导电侧板之间，其中，所述第一导电侧板和所述第二导电侧板设置在所述绝缘底板的两侧，N为大于或等于4的整数；
[0007]第一电抗器组件，设置在所述第一导电侧板与第一级所述功率单元之间，所述第一电抗器组件的第一电气接口连接至所述第一导电侧板，所述第一电抗器组件的第二电气接口连接至第一级所述功率单元。
[0008]另一方面，本专利技术实施例提供了一种变流器，包括：
[0009]N个集成化功率模块串，一个所述集成化功率模块串包括级联的M个集成化功率模块，每个所述集成化功率模块为上述第一方面所述的集成化功率模块，M为大于或等于2的整数。
[0010]再一方面，本专利技术实施例提供了一种风电场输电系统，包括：如上述第二方面所述的变流器。
[0011]本专利技术实施例的集成化功率模块、变流器及风电场输电系统，通过将第一电抗器组件与级联的N个功率单元集成到一起，得到集成化功率模块。由此，安装集成化功率模块，就实现了N个功率单元和第一电抗器组件的安装，不需要单独设计第一电抗器组件的安装位置和安装件，解决了电抗器的安装难度大以及安装成本高的问题。另外，本专利技术实施例是在集成化功率模块中集成第一电抗器组件。如果将多个集成化功率模块进行级联，形成集
成化功率模块串，那么相比于相关技术中的一个功率模块串连接一个电抗器，本专利技术实施例将一个功率模块串连接的一个电抗器分成多个部分，并集成到功率模块串中的各功率模块中，可以避免第一电抗器组件的电压等级过高，从而避免第一电抗器组件与其他器件之间需要保持比较大的距离。由此，使得第一电抗器组件的电气间隙比较小，避免第一电抗器组件周围的较大范围内不能放置其他器件，从而避免第一电抗器组件占用较大的面积。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为相关技术中的柔直换流阀直流输电系统的结构示意图；
[0014]图2为相关技术中的全桥功率模块的结构示意图；
[0015]图3为相关技术中的半桥功率模块的结构示意图；
[0016]图4为相关技术中的星接SVG系统的结构示意图；
[0017]图5为相关技术中的角接SVG系统的结构示意图；
[0018]图6为根据本专利技术的一个实施例的集成化功率模块的结构示意图；
[0019]图7为根据本专利技术的一个实施例的集成化功率模块的电路结构示意图；
[0020]图8为根据本专利技术的另一个实施例的集成化功率模块的电路结构示意图；
[0021]图9为根据本专利技术的另一个实施例的集成化功率模块的结构示意图；
[0022]图10为根据本专利技术的又一个实施例的集成化功率模块的电路结构示意图；
[0023]图11为根据本专利技术的又一个实施例的集成化功率模块的结构示意图；
[0024]图12为根据本专利技术的又一个实施例的集成化功率模块的电路结构示意图；
[0025]图13为根据本专利技术的再一个实施例的集成化功率模块的电路结构示意图；
[0026]图14为根据本专利技术的一个实施例的集成化功率模块在故障时开关旁路的工作原理示意图；
[0027]图15为根据本专利技术的一个实施例的集成化功率模块在故障时晶闸管冗余旁路的工作原理示意图；
[0028]图16为根据本专利技术的另一个实施例的集成化功率模块在故障时晶闸管冗余旁路的工作原理示意图；
[0029]图17为根据本专利技术的一个实施例的绝缘箱体的结构示意图；
[0030]图18为根据本专利技术的一个实施例的集成化功率模块的信号传输的工作原理示意图；
[0031]图19为根据本专利技术的一个实施例的包括卸能单元的全桥功率单元的结构示意图；
[0032]图20为根据本专利技术的一个实施例的全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0033]图21为根据本专利技术的另一个实施例的全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0034]图22为根据本专利技术的另一个实施例的全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0035]图23为根据本专利技术的又一个实施例的全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0036]图24为根据本专利技术的一个实施例的在旁路状态下全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0037]图25为根据本专利技术的另一个实施例的在旁路状态下全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0038]图26为根据本专利技术的一个实施例的在闭锁状态下全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0039]图27为根据本专利技术的另一个实施例的在闭锁状态下全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0040]图28为根据本专利技术的一个实施例的在卸能状态下全桥功率单元的电流流向的示意图；
[0041]图29为根据本专利技术的一个实施例的正电流经过集成化功率模块的结构示意图；
[0042]图30为根据本专利技术的一个实施例的负电流经过集成化功率模块的结构示意图；
[0043]图31为根据本专利技术的一个实施例的包括卸能单元的半桥功率单元的结构示意图；
[0044]图32为根据本专利技术的再一个实施例的集成化功率模块的结构示意图；
[0045]图33为根据本专利技术的一个实施例的单个功率单元的结构示意图；
[0046]图34为根据本专利技术的一个实施例的第一电抗器的结构示意图；
[0047]图35为根据本专利技术的一个实施例的集成化功率模块的框架结构的示意图；
[0048]图36为根据本专利技术的一个实施例的集成化功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成化功率模块，其特征在于，包括：级联的N个功率单元，按级联的顺序设置在绝缘底板上，且位于第一导电侧板和第二导电侧板之间，其中，所述第一导电侧板和所述第二导电侧板设置在所述绝缘底板的两侧，N为大于或等于4的整数；第一电抗器组件，设置在所述第一导电侧板与第一级所述功率单元之间，所述第一电抗器组件的第一电气接口连接至所述第一导电侧板，所述第一电抗器组件的第二电气接口连接至第一级所述功率单元。2.根据权利要求1所述的集成化功率模块，其特征在于，所述第一电抗器组件包括依次串联连接的第一电流检测单元、第一电抗器和第二电流检测单元；其中，所述第一电气接口为所述第一电抗器的一个电气接口，所述第二电气接口为所述第一电抗器的另一个电气接口；所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元分别用于检测其所在线路上的电流，所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元检测的电流用于对所述N个功率单元进行控制。3.根据权利要求1所述的集成化功率模块，其特征在于，所述集成化功率模块还包括：第二电抗器组件，设置在所述第二导电侧板与最后一级所述功率单元之间，所述第二电抗器组件的第三电气接口连接至所述第二导电侧板，所述第二电抗器组件的第四电气接口连接至最后一级所述功率单元。4.根据权利要求3所述的集成化功率模块，其特征在于，所述第二电抗器组件包括第二电抗器；其中，所述第二电抗器的一个电气接口为所述第三电气接口，所述第二电抗器的另一个电气接口为所述第四电气接口。5.根据权利要求3所述的集成化功率模块，其特征在于，还包括集成化组件，所述集成化组件包括第一子集成化单元和第二子集成化单元；所述第一子集成化单元的两个电气接口分别连接至所述第一电气接口和所述第三电气接口，所述第二子集成化单元的两个电气接口分别连接至第一级所述功率单元和最后一级所述功率单元；所述第一子集成化单元包括以下至少一项：避雷器、第一电压检测单元、旁路晶闸管单元；其中，所述旁路晶闸管单元包括两个反向并联的晶闸管或者双向晶闸管；在所述第一子集成化单元包括以上至少两项的情况下，所述至少两项并联连接；所述第二子集成化单元包括以下至少一项：第二电压检测单元、旁路开关，在所述第二子集成化单元包括所述第二电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世军，杨有涛，耿杰，李战龙，王国梁，
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：