斩波器和发电机组并网系统的制作方法

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种斩波器和发电机组并网系统。

背景技术：

近年来，国家电网要求风力发电机组必须具备故障电压穿越能力，部分厂家甚至提出了零电压穿越的需求，为了防止故障电压穿越期间或者零电压穿越期间或者其他电网波动期间，母线电压出现过压情况，需要在变流器/变频器系统中增加斩波器。

如图1所示的一种斩波器，该斩波器包括开关电路(图中的q1和q2所示)、泄能电路r1和吸收电路c1组成。其中，开关电路的交流侧(图中的a所示)通过泄能电路r1、电缆或者铜排(图中的l2为电缆或者铜排存在的寄生电感)，与变流器/变频器的正直流母线相连。

一般地，斩波器与变流器/变频器的直流母线电容会有一定距离，同样需要通过引线或者铜排相连，导致存在一寄生电感l1。由于寄生电感l1的存在，在斩波器的开关电路关断时，开关电路的正(图中的p所示)、负(图中的n所示)端子之间会形成尖峰电压，特别是大电流关断情况下，开关电路可能过压失效；开关电路失效会导致变流器/变频器的正、负直流母线短路，进一步导致母线周围其他器件的损坏造成更大损失。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种斩波器和发电机组并网系统，以解决现有斩波器由于寄生电感的存在，导致在斩波器开关电路关断时，开关电路的正、负端子之间会形成尖峰电压，进而导致开关电路过压失效，损坏器件的问题。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本申请的一个方面，提供的一种斩波器，所述斩波器包括开关电路、第一吸收电路、第二吸收电路以及泄能电路；

所述第一吸收电路并联在所述开关电路的直流侧正极端子和交流侧输出端子之间，所述第二吸收电路并联在所述开关电路的直流侧负极端子和交流侧输出端子之间；

所述开关电路的直流侧正极端子与电力电子设备的正直流母线相连接，所述开关电路的直流侧负极端子与电力电子设备的负直流母线相连接；

所述泄能电路的一端与所述开关电路的直流侧正极端子连接，所述泄能电路的另一端与电力电子设备的正直流母线连接；或者所述泄能电路的一端与所述开关电路的直流侧负极端子连接，所述泄能电路的另一端与电力电子设备的负直流母线连接。

根据本申请的另一个方面，提供的一种发电机组并网系统，所述发电机组并网系统包括电力电子设备、上述的斩波器；所述斩波器连接在所述电力电子设备的正直流母线和负直流母线之间。

本申请实施例的斩波器和发电机组并网系统，通过开关电路、吸收电路以及泄能电路构成的斩波器；提高了斩波器耐压能力，降低了成本；抑制了斩波器关断时形成的尖峰电压，减少了过压风险；避免在斩波器失效情况下的故障扩大化。

附图说明

图1为现有的一种斩波器结构示意图；

图2为本申请实施例的斩波器结构示意图；

图3-图7为本申请实施例的斩波器另一结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

如图2所示，本申请第一实施例提供一种斩波器，所述斩波器包括开关电路、吸收电路1、吸收电路2、吸收电路3以及泄能电路；

所述吸收电路1并联在所述开关电路的直流侧正极端子p和交流侧输出端子a之间，所述吸收电路2并联在所述开关电路的直流侧负极端子n和交流侧输出端子a之间，所述吸收电路3并联在所述开关电路的直流侧正极端子p和直流侧负极端子n之间；

所述开关电路的直流侧正极端子p与电力电子设备的正直流母线dc+相连接，所述开关电路的直流侧负极端子n与电力电子设备的负直流母线dc-相连接；

所述泄能电路的一端与所述开关电路的直流侧正极端子p连接，所述泄能电路的另一端与电力电子设备的正直流母线dc+连接；或者所述泄能电路的一端与所述开关电路的直流侧负极端子n连接，所述泄能电路的另一端与电力电子设备的负直流母线dc-连接。

在本实施例中，所述泄能电路包括泄能电阻r11。

需要说明的是，泄能电阻r11设置在直流母线与斩波器之间，可抑制斩波器关断时尖峰电压，降低过压风险；同时避免了在斩波器失效情况时，正负直流母线直接短路导致的故障扩大化。

在本实施例中，所述电力电子设备包括变流器或者变频器。

在本实施例中，所述开关电路包括串联连接的第一功率开关管q11和第二功率开关管q12；

所述第一功率开关管q11的集电极c为所述开关电路的直流侧正极端子p，所述第一功率开关管q11的发射极e和所述第二功率开关管q12的集电极c相连接；所述第二功率开关管q12的集电极c为所述开关电路的交流侧输出端子a，所述第二功率开关管q12的发射极e为所述开关电路的直流侧负极端子n；所述第一功率开关管q11和所述第二功率开关管q12的门极g用于接收驱动信号。

需要说明的是，串联连接的第一功率开关管q11和第二功率开关管q12提高了斩波器耐压能力。换句话说，在斩波器耐压能力相同情况下，本申请的斩波器可以采用更低电压等级的功率开关管，降低了成本。

在本实施例中，第一功率开关管q11和第二功率开关管q12包括但不限于igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)、场效应管。

在本实施例中，所述开关电路还包括第一续流二极管(附图未示出)和第二续流二极管(附图未示出)；

所述第一续流二极管连接于所述第一功率开关管q11的发射极e和集电极c之间，所述第二续流二极管连接于所述第二功率开关管q12的发射极e和集电极c之间。

在本实施例中，所述吸收电路1包括串联连接的电阻r31和电容c31；所述吸收电路2包括串联连接的电阻r41和电容c41；所述吸收电路3包括串联连接的电阻r51和电容c51。

请参考图3所示，在一种实施方式中，与图2不同的是，所述吸收电路1还包括与所述电阻r31并联连接的二极管d31；所述吸收电路2还包括与所述电阻r41并联连接的二极管d41；所述吸收电路3还包括与所述电阻r51并联连接的二极管d51。

请参考图4所示，在一种实施方式中，与图3不同的是，所述吸收电路1还包括串联在所述电阻r31和所述电容c31之间的电阻r32；所述吸收电路2还包括串联在所述电阻r41和所述电容c41之间的电阻r42；所述吸收电路3还包括串联在所述电阻r51和所述电容c51之间的电阻r52。

请参考图5所示，在一种实施方式中，与图3不同的是，所述吸收电路1还包括与所述二极管d31串联连接的电阻r33；所述吸收电路2还包括与所述二极管d41串联连接的电阻r43；所述吸收电路3还包括与所述二极管d51串联连接的电阻r53。

请参考图6所示，在一种实施方式中，与图2不同的是，在所述吸收电路1中，电阻r31和电容c31构成串联回路，电阻r34与该串联回路并联连接；在所述吸收电路2中，电阻r41和电容c41构成串联回路，电阻r44与该串联回路并联连接。

请参考图7所示，在一种实施方式中，与图2不同的是，在所述吸收电路3中，所述吸收电路3的两端处于悬空的状态。即可以不设置所述吸收电路3。

需要说明的是，吸收电路1、吸收电路2以及吸收电路3并不限于图2-图7所示情形，吸收电路1、吸收电路2以及吸收电路3可以为全部或者部分相同的吸收电路(图2-图5已示出吸收电路1、吸收电路2以及吸收电路3为全部相同的吸收电路的情形，图6和图7示出了吸收电路1与吸收电路2为相同的吸收电路的情形)，也可以为部分或者全部不同的吸收电路(图6和图7仅示出了吸收电路1与吸收电路3、吸收电路2与吸收电路3为不同的吸收电路的情形)。

还需要说明的是，图7仅示出了吸收电路3的两端处于悬空的情形。以此类推的，吸收电路1或者吸收电路2也可以为悬空的情形，吸收电路1、吸收电路2以及吸收电路3中最多有2个吸收电路可以处于悬空。

本申请实施例的斩波器，通过开关电路、吸收电路以及泄能电路构成的斩波器；提高了斩波器耐压能力，降低了成本；抑制了斩波器关断时形成的尖峰电压，减少了过压风险；避免在斩波器失效情况下的故障扩大化。

第二实施例

本申请第二实施例提供一种发电机组并网系统，所述发电机组并网系统包括电力电子设备、第一实施例所述的斩波器；所述斩波器连接在所述电力电子设备的正直流母线和负直流母线之间。所述斩波器可参考第一实施例所述，在此不作赘述。

在本实施例中，所述电力电子设备包括变流器或者变频器。

本申请实施例的发电机组并网系统，通过开关电路、吸收电路以及泄能电路构成的斩波器；提高了斩波器耐压能力，降低了成本；抑制了斩波器关断时形成的尖峰电压，减少了过压风险；避免在斩波器失效情况下的故障扩大化。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。