一种双馈发电拓扑、双馈变流器及双馈发电系统的制作方法

本申请涉及电力电子，特别涉及一种双馈发电拓扑、双馈变流器及双馈发电系统。

背景技术：

1、当前，风力发电技术快速发展，风力发电机组的安装容量每年在快速递增；为了提高风力发电机组的效率，降低系统的成本，提升风力发电机组的运行稳定性，单台机组的功率等级也越来越大；双馈风力发电系统凭借变流器装置容量小、发电机质量小、成本低等优点被广泛使用。

2、随着风力发电机组单机功率的提升，双馈风力发电系统内的各部件，如变压器、发电机、变流器等，其功率都在不断提升；而且，塔筒高度、叶片尺寸等也在不断提升；然而，这种同等提升部件容量的方案，存在以下多种缺陷：各部件尺寸大、布局设计难度大、功率密度高、散热系统要求高，成本高，以及，系统可靠性低等。

3、因此，当前亟需一种双馈发电拓扑，能够避免上述同等提升部件容量的方案所带来的各种问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种双馈发电拓扑、双馈变流器及双馈发电系统，以避免采用同等提升部件容量方案所带来的各种问题。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、本申请第一方面提供了一种双馈发电拓扑，包括：一个网侧模组单元、n个机侧模组单元、m个并网支路、网侧滤波电抗单元、机侧滤波电抗单元及滤波电容单元；其中，n≥1，m≥1，且两者不同时为1；

4、m个所述并网支路的一侧，并联连接至电机定子；

5、m个所述并网支路的另一侧，分别通过相应变压器连接电网；

6、所述网侧模组单元的直流侧，及n个所述机侧模组单元的直流侧，通过直流母线相连；

7、所述网侧模组单元的交流侧，通过所述网侧滤波电抗单元，连接m个所述并网支路的模组连接点；

8、所述滤波电容单元设置于所述网侧滤波电抗单元与所述电机定子之间；

9、n个所述机侧模组单元的交流侧，通过所述机侧滤波电抗单元，连接电机转子。

10、可选的，所述网侧滤波电抗单元，包括：m个网侧滤波电抗器；

11、各所述网侧滤波电抗器的一侧，用于连接所述网侧模组单元的交流侧；

12、各所述网侧滤波电抗器的另一侧，分别用于连接对应所述并网支路的模组连接点。

13、可选的，所述网侧滤波电抗器的阻抗大于电网侧线路的回路阻抗。

14、可选的，所述网侧滤波电抗单元，包括：一个网侧滤波电抗器；

15、所述网侧滤波电抗器的一侧，用于连接所述网侧模组单元的交流侧；

16、所述网侧滤波电抗器的另一侧，用于连接m个所述并网支路的模组连接点相连的连接点。

17、可选的，所述滤波电容单元连接所述电机定子。

18、可选的，m个所述并网支路的模组连接点相连时，所述滤波电容单元连接于m个所述并网支路的模组连接点相连的连接点与所述网侧滤波电抗单元之间；

19、m个所述并网支路的模组连接点不直接相连时，所述滤波电容单元包括m个滤波电容；m个所述滤波电容分别连接于所述网侧滤波电抗单元与对应所述并网支路的模组连接点之间。

20、可选的，还包括：与所述网侧滤波电抗单元串联连接的熔断单元。

21、可选的，m个所述并网支路的模组连接点相连时，所述熔断单元连接于，所述网侧滤波电抗单元与m个所述并网支路的模组连接点之间，或者，所述网侧滤波电抗单元与所述网侧模组单元的交流侧之间；

22、m个所述并网支路的模组连接点不直接相连时，所述熔断单元连接于，所述网侧滤波电抗单元与所述网侧模组单元的交流侧之间；或者，所述熔断单元包括m个熔断器，各所述熔断器分别分别与所述网侧滤波电抗单元中对应的网侧滤波电抗器串联连接。

23、可选的，所述并网支路，包括：框架断路器和并网接触器；

24、所述框架断路器和所述并网接触器串联连接，串联连接点作为所述并网支路的模组连接点；

25、所述框架断路器的另一侧，连接对应所述变压器；

26、所述并网接触器的另一侧，连接所述电机定子。

27、可选的，n＝m。

28、可选的，n＝2，和/或，m＝2。

29、本申请第二方面提供了一种双馈变流器，包括：控制器和如上述第一方面任一种所述的双馈发电拓扑；

30、所述双馈发电拓扑受控于所述控制器。

31、本申请第三方面提供了一种双馈发电系统，包括：电机、m个变压器及如上述第二方面所述的双馈变流器；其中，

32、所述电机，依次通过所述双馈变流器和m个所述变压器，接入电网。

33、本申请提供的双馈发电拓扑，采用m个并网支路及对应变压器并联连接于电机定子与电网之间，并采用n个机侧模组单元并联进行机侧功率变换，进而可以满足功率提升要求，且无需提升部件容量，避免采用同等提升部件容量方案所带来的各种问题；而且，网侧模组单元只需处理电机转差功率即可，所以本申请仅采用一个网侧模组单元和n个机侧模组单元来实现功率变换，进而可以降低成本。

技术特征：

1.一种双馈发电拓扑，其特征在于，包括：一个网侧模组单元、n个机侧模组单元、m个并网支路、网侧滤波电抗单元、机侧滤波电抗单元及滤波电容单元；其中，n≥1，m≥1，且两者不同时为1；

2.根据权利要求1所述的双馈发电拓扑，其特征在于，所述网侧滤波电抗单元，包括：m个网侧滤波电抗器；

3.根据权利要求2所述的双馈发电拓扑，其特征在于，所述网侧滤波电抗器的阻抗大于电网侧线路的回路阻抗。

4.根据权利要求1所述的双馈发电拓扑，其特征在于，所述网侧滤波电抗单元，包括：一个网侧滤波电抗器；

5.根据权利要求1至4任一项所述的双馈发电拓扑，其特征在于，所述滤波电容单元连接所述电机定子。

6.根据权利要求1至4任一项所述的双馈发电拓扑，其特征在于，m个所述并网支路的模组连接点相连时，所述滤波电容单元连接于m个所述并网支路的模组连接点相连的连接点与所述网侧滤波电抗单元之间；

7.根据权利要求1至4任一项所述的双馈发电拓扑，其特征在于，还包括：与所述网侧滤波电抗单元串联连接的熔断单元。

8.根据权利要求7所述的双馈发电拓扑，其特征在于，m个所述并网支路的模组连接点相连时，所述熔断单元连接于，所述网侧滤波电抗单元与m个所述并网支路的模组连接点之间，或者，所述网侧滤波电抗单元与所述网侧模组单元的交流侧之间；

9.根据权利要求1至4任一项所述的双馈发电拓扑，其特征在于，所述并网支路，包括：框架断路器和并网接触器；

10.根据权利要求1至4任一项所述的双馈发电拓扑，其特征在于，n＝m。

11.根据权利要求1至4任一项所述的双馈发电拓扑，其特征在于，n＝2，和/或，m＝2。

12.一种双馈变流器，其特征在于，包括：控制器和如权利要求1至11任一项所述的双馈发电拓扑；

13.一种双馈发电系统，其特征在于，包括：电机、m个变压器及如权利要求12所述的双馈变流器；其中，

技术总结
本申请提供一种双馈发电拓扑、双馈变流器及双馈发电系统，该双馈发电拓扑，采用m个并网支路及对应变压器并联连接于电机定子与电网之间，并采用n个机侧模组单元并联进行机侧功率变换，进而可以满足功率提升要求，且无需提升部件容量，避免采用同等提升部件容量方案所带来的各种问题；而且，网侧模组单元只需处理电机转差功率即可，所以本申请仅采用一个网侧模组单元和n个机侧模组单元实现功率变换，进而可以降低成本。另外，本申请还可以充分利用网侧电抗器的特性，改变其结构设计，作用在m个并网支路的模组连接点之间，使其具备网侧滤波功能的同时，兼容限流阻抗的作用，抑制并联系统的空载环流和负载均流等。

技术研发人员：刘意,吕光春,陈小刚
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13