风电变流控制系统及风力发电机组的变流器的制作方法

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风电变流控制系统及风力发电机组的变流器。

背景技术：

风电变流控制系统的主要任务是为应用于风力发电机组中的变流器中的半导体电力电子开关器件产生开通、关断信号，从而得到需要的输出电压或电流。

目前的，风电变流控制系统通常采用两个数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)分别实现风力发电机组机侧变流器和网侧变流器的控制。

由于，风电变流控制系统采用两个DSP处理器，因此需要增加额外的外围配置电路，硬件成本较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种风电变流控制系统及风力发电机组的变流器，能够减少硬件成本。

一方面，本实用新型实施例提供一种风电变流控制系统，风电变流控制系统包括：控制器、网侧电压采集单元、直流母线电压采集单元、网侧电流采集单元和机侧电流采集单元；控制器包括第一处理器及第二处理器；

第一处理器分别与网侧电压采集单元、直流母线电压采集单元、网侧电流采集单元和网侧变流器相连；第一处理器，用于根据网侧电压采集单元采集到的电压、直流母线电压采集单元采集到的电压和网侧电流采集单元采集到的电流，控制网侧变流器；

第二处理器分别与直流母线电压采集单元、机侧电流采集单元和机侧变流器相连；第二处理器用于根据直流母线电压采集单元采集到的电压和机侧电流采集单元采集到的电流，控制机侧变流器。

在本实用新型的一个实施例中，第一处理器包括：第一电压接收单元、第二电压接收单元、第一电流接收单元、第一计算单元和第一发送单元；

第一电压接收单元与网侧电压采集单元连接；

第二电压接收单元与直流母线电压采集单元连接；

第一电流接收单元与网侧电流采集单元连接；

第一计算单元分别与第一电压接收单元、第二电压接收单元、第一电流接收单元和第一发送单元连接，用于计算控制网侧变流器的脉冲宽度调制PWM信号；

第一发送单元还与网侧变流器连接。

在本实用新型的一个实施例中，第二处理器包括：第三电压接收单元、第二电流接收单元、第二计算单元和第二发送单元；

第三电压接收单元与直流母线电压采集单元连接；

第二电流接收单元与机侧电流采集单元连接；

第二计算单元分别与第三电压接收单元和第二电流接收单元连接，用于计算控制机侧变流器的PWM信号；

第二发送单元还与机侧变流器连接。

在本实用新型的一个实施例中，第一处理器还与制动单元连接，用于根据直流母线电压采集单元采集到的电压，控制制动单元。

在本实用新型的一个实施例中，第一处理器与第二处理器通过先进可扩展接口(Advanced eXtensible Interface，AXI)总线连接。

在本实用新型的一个实施例中，控制器为现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。

另一方面，本实用新型实施例提供一种风力发电机组的变流器，风力发电机组的变流器设置有本实用新型实施例提供的风电变流控制系统。

本实用新型实施例提供的风电变流控制系统及风力发电机组的变流器，采用带有两个处理器的控制器，能够减少风电变流控制系统外围配置电路，进而能够减少硬件成本。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1示出了本实用新型实施例提供的风力发电机组的第一种结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的风力发电机组的第二种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底端”、“顶端”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出了本实用新型实施例提供的风力发电机组的第一种结构示意图。风力发电机组包括：叶片1、发电机2、机侧变流器3、正直流母线4、负直流母线5、母线电容6、制动单元7、网侧变流器8以及本实用新型实施例提供的风电变流控制系统10。

其中，发电机2分别与叶片1以及机侧变流器3连接；机侧变流器3和网侧变流器8通过正直流母线4和负直流母线5连接；网侧变流器8与电网连接；正直流母线4和负直流母线5之间设置于有母线电容6和制动单元7。

本实用新型实施例提供的风电变流控制系统10可以包括：控制器101、网侧电压采集单元102、直流母线电压采集单元103、网侧电流采集单元104和机侧电流采集单元105。控制器101包括第一处理器和第二处理器。

第一处理器分别与网侧电压采集单元102、直流母线电压采集单元103、网侧电流采集单元104和网侧变流器8相连。第一处理器，用于根据网侧电压采集单元102采集到的电压、直流母线电压采集单元103采集到的电压和网侧电流采集单元104采集到的电流，控制网侧变流器8。

第二处理器分别与直流母线电压采集单元103、机侧电流采集单元105和机侧变流器3相连；第二处理器用于根据直流母线电压采集单元103采集到的电压和机侧电流采集单元105采集到的电流，控制机侧变流器3。

在本实用新型的一个实施例中，第一处理器具体可以用于：根据网侧电压采集单元102采集到的电压、直流母线电压采集单元103采集到的电压和网侧电流采集单元104采集到的电流，计算用于控制网侧变流器8的PWM信号，并将PWM信号发送给网侧变流器，以控制网侧变流器。

相应的，第一处理器可以包括：第一电压接收单元、第二电压接收单元、第一电流接收单元、第一计算单元和第一发送单元(图中未示出)。

第一电压接收单元与网侧电压采集单元连接；第二电压接收单元与直流母线电压采集单元连接；第一电流接收单元与网侧电流采集单元连接；第一计算单元分别与第一电压接收单元、第二电压接收单元、第一电流接收单元和第一发送单元连接，用于计算控制网侧变流器的PWM信号；第一发送单元还与网侧变流器连接，用于将第一计算单元计算出的PWM信号发送给网侧变流器，以控制网侧变流器。

在本实用新型的一个实施例中，第二处理器具体可以用于：根据直流母线电压采集单元采集到的电压和机侧电流采集单元采集到的电流，计算用于控制机侧变流器的PWM信号，并将PWM信号发送给机侧变流器，以控制机侧变流器。

相应的，第二处理器可以包括：第三电压接收单元、第二电流接收单元、第二计算单元和第二发送单元(图中未示出)。

第三电压接收单元与直流母线电压采集单元连接；第二电流接收单元与机侧电流采集单元连接；第二计算单元分别与第三电压接收单元和第二电流接收单元连接，用于计算控制机侧变流器的PWM信号；第二发送单元还与机侧变流器连接，用于将第二计算单元计算出的PWM信号发送给机侧变流器，以控制机侧变流器。

本实用新型实施例提供的风电变流控制系统，采用带有两个处理器的控制器，能够减少风电变流控制系统外围配置电路，进而能够减少硬件成本。

在本实用新型的一个实施例中，第一处理器还可以与制动单元7连接。如图2所示，图2示出了本实用新型实施例提供的风力发电机组的第二种结构示意图。第一处理器还可以用于根据直流母线电压采集单元103采集到的电压，控制制动单元7。

在本实用新型的一个实施例中，第一处理器与第二处理器可以通过先进可扩展接口AXI总线连接。

AXI总线相较于现有技术两个DSP处理器通信所采用的外部总线，AXI总线速率高，且不容易受到干扰，能够提高两个处理器之间的数据交互的可靠性和实时性。

在本实用新型的一个实施例中，控制器101为现场可编程门阵列FPGA。

FPGA是一种电路集成度很高的器件，其由逻辑单元阵列LCA、布线资源和可编程的输出输出(Input Output，I/O)单元阵列组成，包含丰富的逻辑门、寄存器和I/O口资源。用户可以对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块进行重新配置，以实现各种逻辑设计需要。FPGA具有运行速度快、低功耗和通用性强等特点，适用于较为负载的系统设计。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩减设计时间，减少印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)面积，提高系统可靠性；同时FPGA通过超高速集成电路硬件描述语言(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，VHDL)和Verilog硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)编程灵活性。

在本实用新型的一个实施例中，控制器101可以包括至少两个处理器。

至少两个处理器中的一个处理器，用于根据网侧电压采集单元102采集到的电压、直流母线电压采集单元103采集到的电压和网侧电流采集单元104采集到的电流，控制网侧变流器8。

除上述一个处理器之外的处理器中的一个处理器，用于根据直流母线电压采集单元103采集到的电压和机侧电流采集单元105采集到的电流，控制机侧变流器3。

在本实用新型的一个实施例中，至少两个处理器中的任一个处理器，可以与制动单元7连接，用于根据直流母线电压采集单元103采集到的电压，控制制动单元7。

本实用新型实施例还提供一种风力发电机组的变流器，风力发电机组的变流器设置有本实用新型实施例提供的风电变流控制系统。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。