风电场整机工作原理介绍.ppt

Freqcon 1.5MW变流器目前所使用的模拟变流板，对并网电流的控制回路还存在电网电压的前馈控制 。增加前馈控制回路后新的平均电流模型与电网电压无关，从而消除了电网电压扰动对并网电流控制的干扰。 锁相 通过对三相电网电压信号的检测，获得电网电压频率和相位信息，产生与电网电压同相位的正弦波信号，作为并网电流控制的基准。 目前Freqcon 1.5MW变流器采用的模拟变流板锁相回路，包含信号源、鉴相器、信号发生器、反馈电路等几个部分。电路信号源为网侧电压信号，由电子开关S1和信号源组成鉴相器。鉴相信号作为信号反馈电路的输入信号，反馈电路的输出对正弦信号发生器进行校正，从而使信号发生器发生信号与信号源形成了相位及频率关系恒定的锁相信号SIN。 锁相控制器对电网三相电压采样信号处理后，得到三个相位差120度的锁相环信号SIN1/SIN2/SIN3，利用这三个正弦信号，通过三角函数运算即可得到三个移相90度的余弦信号COS1/COS2/COS3，这6个信号将作为逆变电流的参考波形使用。 直流母线电压控制 Freqcon 1.5MW变流器中，网侧逆变器的控制目标不仅包含对并网电流波形的控制，还包含对直流母线电压的控制。 正负母线电压差的控制 Freqcon 1.5MW变流器网侧采用三相四线架构逆变器，因此不仅需要控制直流母线电压稳定在设定值，还需要控制正负母线电压差，保持正负母线电压的平衡。 并网虚实功的控制 通常情况下，变流器并网虚功设定为零，但是在某些情况下（例如，低电压穿越）系统要求提供一定的并网虚功电流，这就需要给定一个虚功电流的设定参考。对于Freqcon 1.5MW变流器，上述虚功电流的参考设定是由主控PLC给定的。主控对于并网虚功电流参考的控制器为一个简单的积分环控制 综上，我们可以看到并网电流的设定由三部分叠加组成：由直流母线电压控制器产生的并网实功电流设定；正负母线电压差控制器产生的并网电流直流设定；由并网虚功控制器产生的并网虚功电流设定。 3.2.2.3 自主变流介绍 变流器系统结构图 性能特点： 1、控制系统采用分布式结构，通讯冗余设计，安全性好，可靠性高； 2、采用英飞凌先进的智能功率模块，工作稳定，效率高； 3、采用无速度传感器矢量控制技术，快速实现MPPT控制，提高发电效率； 4、采用模块化设计，便于拆装维护和变流器整体并柜增容； 5、采用无功功率和有功功率解耦控制，有效提高并网点电能品质； 6、良好的低电压穿越能力； 7、完善的保护功能； 8、丰富的对外接口； 9、整体防护等级达IP55； 变流器控制系统网络 变流器采用可控整流的方式将发电机发出的低频交流电整流为电压恒定的直流电，通过网测逆变模块将直流电逆变为工频交流电。控制器采用分布式设计结构，考虑到系统的可靠性和运行数据的安全性，控制器之间采用了可靠性较高的现场总线。在提高故障信息处理能力方面，还专门设计薊thernet + CAN双网通讯架构，其中CAN网络主要实现主控命令的传递以及基层的状态信息，而以太网则作为上层对基层的状态监视以及故障信息收集的通道。 众所周知，集成电路技术的快速发展，导致各种电子器件和产品的体积越来越小，集成器件周围的热流密度越来越大，如金风科技MW机风机中变流器IGBT上热流密度最高可达30w/cm2。另一方面，电子器件工作的可靠性对温度却十分敏感，器件温度在70-80水平上每增加1，可靠性就会下降5%。 3.3冷却系统 3.3.1 散热系统概述 3.3.2 散热形式简介 电子器件的温度控制（或称热控制）的目的是保证其工作的稳定性和可靠性，其中涉及的传热学、流体力学、材料等多个学科背景。从实施的角度看，电子器件的温度控制一般可分为被动控制和主动控制。 3.3.2.1 被动温控技术 3.3.2.2 主动温控技术 主动温控通常指另外增加动力对某些器件进行温度控制，例如电加热提高温度、风扇造成强制对流换热、依靠各种形式的泵提供驱动的液体冷却系统，以及利用制冷或热泵技术形成局部的热源或热沉进行更强的温度控制等。 金风MW级风机变流器采用的是主动温控技术。其中Freqcon变流器采用的是强迫风冷的主动温控技术。Switch变流器采用的是强迫水冷主动温控技术。 被动控制指利用高导热材料作为热桥与热沉或热源形成一个传热通道，从而使热桥另一端的器件维持在某个设计温度范围内，大多数情况下这里的热沉是依靠自然对流或辐射换热向环境散热的金属框架、具有专门的散热片等；或者根据对象的需要，在局部设计绝热结构以隔绝温度敏感元件与一些热源的主要传递途径；也有根据需要在一些局部设计相变材料作为储能和释能的单元维持温控需要的能量。 MW风机Freqcon变流器热源