一种用于串联直流海上风电场的风力发电系统的制作方法

文档序号:12066927阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于串联直流海上风电场的风力发电系统,其特征在于,风力发电系统包括原动机、齿轮箱、发电机、变压器,半桥模块化多电平换流器、正极电容Cp、负极电容Cn、三电平直直变换器、正极隔离开关S1、负极隔离开关S2和旁路开关S3;所述的原动机经过齿轮箱驱动发电机的转子旋转,发电机的定子输出交流电压,发电机的电气输出端与变压器的原边连接,变压器的副边与所述的半桥模块化多电平换流器的交流端连接,半桥模块化多电平换流器的直流正极端DC+、正极电容Cp的正极端以及三电平直直变换器的第一直流正极端DC1+相互连接,半桥模块化多电平换流器的直流负极端DC-、负极电容Cn的负极端以及三电平直直变换器的第一直流负极端DC1-相互连接;所述的正极电容Cp的负极端、负极电容Cn的正极端以及三电平直直变换器的中性线端N1相互连接;所述的三电平直直变换器的第二直流正极端DC2+与所述的正极隔离开关S1的一端相连,正极隔离开关S1的另一端与旁路开关S3的一端相连,作为风机的直流正极端,三电平直直变换器的第二直流负极端DC2-与所述的负极隔离开关S2的一端相连,负极隔离开关S2的另一端与旁路开关S3的另一端相连,作为风机的直流负极端。

2.如权利要求1所述的用于串联直流海上风电场的风力发电系统,其特征在于其中所述的半桥模块化多电平换流器,由第一换流臂、第二换流臂、第三换流臂、第四换流臂、第五换流臂、第六换流臂、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6构成,所述的第一换流臂、第三换流臂和第五换流臂的正极端相互连接到一起,作为半桥模块化多电平换流器的直流正极端,第二换流臂、第四换流臂和第六换流臂的负极端相互连接到一起,作为半桥模块化多电平换流器的直流负极端;第一换流臂的负极端与第一电感L1的上端相连;第三换流臂的负极端与第三电感L3的上端相连,第五换流臂的负极端与第五电感L5的上端相连,第二换流臂的正极端与第二电感L2的下端相连,第四换流臂的正极端与第四电感L4的下端相连,第六换流臂的正极端与第六电感L6的下端相连,第一电感L1的下端与第二电感L2的上端相连,作为半桥模块化多电平换流器的交流侧A端,第三电感L3的下端与第四电感L4的上端相连,作为半桥模块化多电平换流器的交流侧B端;第五电感L5的下端与第六电感L6的上端相连,作为半桥模块化多电平换流器的交流侧C端。

3.如权利要求2所述的用于串联直流海上风电场的风力发电系统,其特征在于其中所述的第一换流臂、第二换流臂、第三换流臂、第四换流臂、第五换流臂和第六换流臂的结构相同,分别包含多个功率模块,多个功率模块串联后形成换流臂的一个正极端和一个负极端。

4.如权利要求3所述的用于串联直流海上风电场的风力发电系统,其特征在于其中所述的功率模块,为半桥型功率模块,包含第一直流电容C1、第三半导体开关T3、第四半导体开关T4、第三续流二极管D3和第四续流二极管D4;所述的第三半导体开关T3的集电极、第三续流二极管D3的负极以及第一直流电容C1的正极相互连接,第三半导体开关T3的发射极、第三续流二极管D3的正极、第四半导体开关T4的集电极以及第四续流二极管D4的负极相互连接,作为半桥型功率模块的正极端,第四半导体开关T4的发射极、第四续流二极管D4的正极以及第一直流电容C1的负极相互连接,作为半桥型功率模块的负极端。

5.如权利要求1所述的用于串联直流海上风电场的风力发电系统,其特征在于其中所述的三电平直直变换器,由第一半导体开关T1、第二半导体开关T2、第一二极管D1、第二二极管D2、正极电感L7和负极电感L8构成;所述的第一半导体开关T1的集电极与三电平直直变换器的第一直流正极端DC1+相连,第二半导体开关T2的发射极与三电平直直变换器的第一直流负极端DC1-相连;所述的第一半导体开关T1的发射极、第一二极管D1的负极以及正极电感L7的一端相互连接,所述的正极电感L7的另一端作为三电平直直变换器的第二直流正极端DC2+;第二半导体开关T2的集电极、第二二极管的正极以及负极电感L8的一端相互连接,负极电感L8的另一端作为三电平直直变换器的第二直流负极端DC2-;所述的第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极相连,作为三电平直直变换器的中性线端N1。

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