电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜制造技术

本实用新型专利技术提出电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜，用于高压静止无功发生器即SVG装置，所述无功补偿柜包括内置多个功率模块形成串联电路的功率阀塔；所述功率阀塔为可向电池储能站的电网并网端交流侧输出无功电流的高压输出模块；每个功率模块的多个金属膜电容均并联连接于多个IGBT电路板串联的电路处，所述IGBT电路板固定于功率模块的水冷散热器上，隶属于功率阀塔输出端同相的各功率模块水冷散热器的水冷水路串联，功率阀塔不同相的水冷水路与外界供水装置并联相通；本实用新型专利技术具备良好的散热能力，能与电池储能站配合使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜


[0001]本技术涉及电网设备
，尤其是电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜。

技术介绍

[0002]在工业和生活用电负载中，阻感负载占有很大的比例。异步电动机、变压器、荧光灯都是阻感负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。电力系统中的电抗器和架空线也消耗一些无功功率。除此之外，一些电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率，特别是各种相控装置、如相控整流器等，在工作时基波电流滞后于电网电压，要消耗大量的无功功率。
[0003]电池储能站输出交流电与电网并网，因此需要能与电池储能站配合使用的无功补偿设备。

技术实现思路

[0004]本技术提出电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜，具备良好的散热能力，能与电池储能站配合使用。
[0005]本技术采用以下技术方案。
[0006]电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜，用于高压静止无功发生器即SVG装置，所述无功补偿柜包括内置多个功率模块形成串联电路的功率阀塔；所述功率阀塔为可向电池储能站的电网并网端交流侧输出无功电流的高压输出模块；每个功率模块的多个金属膜电容均并联连接于多个IGBT电路板串联的电路处，所述IGBT电路板固定于功率模块的水冷散热器上，隶属于功率阀塔输出端同相的各功率模块水冷散热器的水冷水路串联，功率阀塔不同相的水冷水路与外界供水装置并联相通。
[0007]所述功率阀塔每相无功电流输出电路内，按高压静止无功发生器并网电压需求来安装所需数量的功率模块；每相无功电流输出电路内的功率模块串联。
[0008]所述功率模块的电路为H桥拓扑结构，功率模块包括子模块控制板、安装有IGBT模块的IGBT电路板、金属膜电容和水冷散热器；子模块控制板与IGBT模块相连；所述IGBT模块直流端与金属膜电容相连。
[0009]所述子模块控制板与功率阀塔的主控单元相连以接收控制信号，子模块控制板对主控单元的控制信号解码以生成可控制IGBT模块开通与关断的触发脉冲信号。
[0010]所述子模块控制板与功率阀塔的主控单元相连以发送模块信号，包含模块直流电压、IGBT温度、IGBT驱动故障，电容电压过压、欠压信号等。
[0011]所述金属膜电容用于向功率模块的直流侧输出恒定的直流电压；IGBT模块的直流端处均并联有吸收电容；所述吸收电容用于抑制IGBT模块开通与关断时的尖峰电压。
[0012]所述SVG装置的启动方式为自励启动方式；当SVG装置的主开关合闸后，外部电路通过启动装置的充电电阻对功率模块的金属膜电容充电，当充电电压达到金属膜电容额定
值的80%后，闭合启动装置的启动开关并将充电电阻旁路。
[0013]本技术按高压静止无功发生器并网电压需求来安装每相所需数量的功率模块，因此可以根据电网无功功率的具体情况来调整无功补偿电流，更为灵活。
[0014]本技术由于采用了水冷来对设备散热，而且各功率模块的水路并联，因此可以有效抑制设备工作时的发热，提升无功补偿性能，也能根据进出水路的水温，来判定当前功率模块的总体发热情况。
附图说明
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步详细的说明：
[0016]附图1是本技术的原理示意图；
[0017]附图2是本技术的模块架构示意图；
[0018]附图3是功率模块的局部示意图；
[0019]附图4是功率模块内的IGBT电路板串联连接示意图；
[0020]图中：1
‑
功率模块；3
‑
IGBT电路板；4
‑
水冷散热器；7
‑
金属膜电容。
具体实施方式
[0021]如图所示，电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜，用于高压静止无功发生器即SVG装置，所述无功补偿柜包括内置多个功率模块1形成串联电路的功率阀塔；所述功率阀塔为可向电池储能站的电网并网端交流侧输出无功电流的高压输出模块；每个功率模块的多个金属膜电容7均并联连接于多个IGBT电路板3串联的电路处，所述IGBT电路板固定于功率模块的水冷散热器4上，隶属于功率阀塔输出端同相的各功率模块水冷散热器的水冷水路串联，功率阀塔不同相的水冷水路与外界供水装置并联相通。
[0022]所述功率阀塔每相无功电流输出电路内，按高压静止无功发生器并网电压需求来安装所需数量的功率模块；每相无功电流输出电路内的功率模块串联。
[0023]所述功率模块的电路为H桥拓扑结构，功率模块包括子模块控制板、安装有IGBT模块的IGBT电路板、金属膜电容和水冷散热器；子模块控制板与IGBT模块相连；所述IGBT模块直流端与金属膜电容相连。
[0024]所述子模块控制板与功率阀塔的主控单元相连以接收控制信号，子模块控制板对主控单元的控制信号解码以生成可控制IGBT模块开通与关断的触发脉冲信号。
[0025]所述金属膜电容用于向功率模块的直流侧输出恒定的直流电压；IGBT模块的直流端处均并联有吸收电容；所述吸收电容用于抑制IGBT模块开通与关断时的尖峰电压。
[0026]所述SVG装置的启动方式为自励启动方式；当SVG装置的主开关合闸后，外部电路通过启动装置的充电电阻对功率模块的金属膜电容充电，当充电电压达到金属膜电容额定值的80%后，闭合启动装置的启动开关并将充电电阻旁路。
[0027]本例中，水冷散热器采用铝挤工艺，使用定制模具一次成型，确保散热器性能的一致性（不漏水），保证IGBT 散热和工作可靠性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜，用于高压静止无功发生器即SVG装置，其特征在于：所述无功补偿柜包括内置多个功率模块形成串联电路的功率阀塔；所述功率阀塔为可向电池储能站的电网并网端交流侧输出无功电流的高压输出模块；每个功率模块的多个金属膜电容均并联连接于多个IGBT电路板串联的电路处，所述IGBT电路板固定于功率模块的水冷散热器上，隶属于功率阀塔输出端同相的各功率模块水冷散热器的水冷水路串联，功率阀塔不同相的水冷水路与外界供水装置并联相通。2.根据权利要求1所述的电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜，其特征在于：所述功率阀塔每相无功电流输出电路内，按高压静止无功发生器并网电压需求来安装所需数量的功率模块；每相无功电流输出电路内的功率模块串联。3.根据权利要求2所述的电池储能站的水冷式IGBT电网无功补偿柜，其特征在于：所述功率模块的电路为H桥拓扑结构，功率模块包括子模块控制板、安装有IGBT模块的IGBT电路板、金...

【专利技术属性】
技术研发人员：余东旭，赵锦，卢艳华，唐雨晨，余勇铮，缪鸿杰，陈梦佳，冯建云，林章岁，徐祥祥，骆兵团，方朝雄，梁李柳元，
申请(专利权)人：国网时代福建储能发展有限公司，
类型：新型
国别省市：