PAC在風電變流器中的應用(07-100)

　　我們選用的是不可控整流+升壓斬波+SPWM逆變的電路結構

　　發(fā)電機使用的是永磁同步發(fā)電機，采用六相不可控整流橋對其進行12脈沖整流，在輸出端并上電容進行穩(wěn)壓，減小直流脈動。考慮到電流波形畸變和發(fā)電機內感的存在，在發(fā)電機輸出端并上無功補償電容，提高發(fā)電機的功率因數(shù)和利用效率。在中間直流環(huán)節(jié)，采用升壓斬波電路。在逆變環(huán)節(jié)，采用兩個SPWM逆變橋通過濾波電抗并聯(lián)的形式，以減小每個IGBT通過的電流大小，還能在一定的控制方法配合下防止連個逆變器輸出電流不等從而防止環(huán)流問題出現(xiàn)。另外，為了防止直流母線電壓過高損壞器件，加入了直流母線鉗位電路;為了電路開始運行對電容充電電流過大，加入了電容的預充電支路，同時該支路還保證發(fā)電機沒工作時的直流母線側上也有電壓，能對電網(wǎng)進行無功率補償。

　　隨著風速的變化，風輪的轉速也在變化，因此發(fā)電機發(fā)出的交流電的電壓和頻率是不斷變化的，該變壓變頻的交流電經(jīng)過AC-DC變換后變?yōu)榱朔炔粩嘧兓闹绷麟?，然后?jīng)過升壓斬波穩(wěn)壓后轉化為電壓幅值穩(wěn)定而電流大小隨風速度不斷變化的直流電，再經(jīng)過SPWM逆變器，變成了與電網(wǎng)相位頻率相同，輸出電壓隨風速不斷變化且略高于電網(wǎng)電壓的三相交流電，最后經(jīng)過濾波電抗器并網(wǎng)，輸出電壓高與電網(wǎng)部分降在濾波電抗器上，從而完成了直驅并網(wǎng)型風力發(fā)電機變流電路將變頻變壓交流電轉化為能并網(wǎng)的交流電的任務。

　　倍福PAC在變流器中的應用

　　倍福PAC在變流器中的應用框圖示于圖3。

　　圖3 倍福PAC在變流器中的應用框圖

　　系統(tǒng)介紹

　　整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)對變流器運行的全方位監(jiān)控，其中以太網(wǎng)門接口用于連接風場集中控制站，交換機2可以實現(xiàn)與其他變流器的信息互聯(lián)。觸摸屏用于本地變流器狀態(tài)信息的查看和設置，主控器通過Prifibus總線與變流器PLC，機艙PLC，低壓PLC的連接，具體負責現(xiàn)場各點的模擬量與數(shù)字量的采集和控制。

　　主控制器

　　作為現(xiàn)場總線的主站，負責系統(tǒng)的整體控制，主要由以下幾部分組成：

　　* CX1020-0111：CPU模塊，帶以太網(wǎng)接口和USB/DVI 接口。

　　* CX1020-0002：電源模塊。

　　* CX1500-M310:現(xiàn)場總線主站

　　變流器PLC

　　作為現(xiàn)場總線的從站，負責變流器功率控制電路模擬量和開關量的采集和控制，主要有以下部分組成：

　　* BK3150：現(xiàn)場總線耦合器。

　　* KL9210：電源模塊。

　　* KL1104：數(shù)字量輸入模塊。

　　* KL2134:數(shù)字量輸出模塊。

　　* KL6904：數(shù)字量輸出模塊，安全端子。

　　* KL1904：數(shù)字量輸入模塊，安全端子。

　　* KL3404：模擬量輸入模塊。

　　* KL4032：模擬量輸出模塊。

　　* KL9010：總線末端模塊。

　　低壓PLC

　　作為現(xiàn)場總線的從站，負責變流器低壓電器部分(空氣開關，斷路器等)模擬量和開關量的采集和控制，在數(shù)字量與模擬量模塊的數(shù)量上與變流器PLC有所區(qū)別。

　　圖4 應用于PowerWinVert-A型風電變流器中的倍福PAC實物圖

　　結語

　　BACKHOFF PAC系統(tǒng)已經(jīng)在本公司研發(fā)的PowerWinVert-A型風電變流器中成功應用，并取得了良好的效果。隨著自動化技術的發(fā)展，倍福的PAC一定會得到更加廣泛的應用。