一種預(yù)充電回路以及發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種預(yù)充電回路以及發(fā)電系統(tǒng)。一種預(yù)充電回路，所述預(yù)充電回路的兩端分別連接在變流器并網(wǎng)開關(guān)的兩端，包括：第一開關(guān)、第二開關(guān)、電阻器和電容器，其中，第一開關(guān)、第二開關(guān)和電容器串聯(lián)連接在變流器并網(wǎng)開關(guān)的兩端，電容器在第一開關(guān)和第二開關(guān)之間，并且電容器與電阻器并聯(lián)連接。
【專利說明】—種預(yù)充電回路以及發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)充電回路及使用該預(yù)充電回路的發(fā)電系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種基于充電電容器的預(yù)充電回路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在圖1至圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，采用背靠背的雙PWM(脈寬調(diào)制)變流器作為電能變換器。上述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)均為交直交(AC-DC-AC)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電通過機(jī)側(cè)變流模塊整流成直流電，能量存儲(chǔ)在直流母線PN上，然后通過變流器電網(wǎng)側(cè)變流模塊進(jìn)行逆變，將直流母線上的能量轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)可以接收的三相電，從而形成由電機(jī)到電網(wǎng)的能量轉(zhuǎn)換環(huán)，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移。
[0003]在圖1至圖4中示出的不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變流器系統(tǒng)中，當(dāng)變流器啟動(dòng)運(yùn)行流程時(shí)，需要首先對(duì)直流母線PN間的直流電容進(jìn)行充電。因此，需要具備預(yù)充電回路，使在變流器充電到一定電壓值之后，才能夠閉合變流器連接電機(jī)側(cè)開關(guān)和變流器連接電網(wǎng)側(cè)開關(guān)。
[0004]圖5示出了現(xiàn)有技術(shù)中的基于電阻的預(yù)充電回路的電路圖。如圖5中所示，現(xiàn)有的預(yù)充電回路采用充電電阻和預(yù)充電開關(guān)配合作為預(yù)充電回路的主要器件，當(dāng)變流器并網(wǎng)開關(guān)斷開時(shí)，閉合預(yù)充電開關(guān)，從而電網(wǎng)電壓通過充電電阻短路掉變流器并網(wǎng)開關(guān)，連接到變流器并網(wǎng)電抗器，再通過變流器電網(wǎng)側(cè)模塊整流后對(duì)直流母線充電。然而，現(xiàn)有的預(yù)充電回路需要使用電阻作為充電介質(zhì)，往往充電電阻體積較大，同時(shí)充電電阻存在發(fā)熱損耗。因此，需要一種體積小且不易發(fā)熱的預(yù)充電電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明在于提供一種使用電容器作為充電介質(zhì)的預(yù)充電回路。由于電容器是儲(chǔ)能器件，不存在損耗，且體積較小，因此可以解決預(yù)充電回路體積大且發(fā)熱損耗大的問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一方面，提供了一種預(yù)充電回路，所述預(yù)充電回路的兩端分別連接在變流器并網(wǎng)開關(guān)的兩端，其特征在于，包括:第一開關(guān)、第二開關(guān)、電阻器和電容器，其中，第一開關(guān)、第二開關(guān)和電阻器串聯(lián)連接在變流器并網(wǎng)開關(guān)的兩端，電阻器在第一開關(guān)和第二開關(guān)之間，電容器與電阻器并聯(lián)連接。
[0007]優(yōu)選地，所述預(yù)充電回路還包括用于檢測(cè)變流器直流母線電壓的電壓計(jì)以及用于根據(jù)變流器直流母線電壓控制第一開關(guān)、第二開關(guān)和變流器并網(wǎng)開關(guān)的開閉的控制器。
[0008]優(yōu)選地，當(dāng)電壓計(jì)檢測(cè)到變流器直流母線電壓小于預(yù)定值時(shí)，控制器進(jìn)行控制以斷開變流器并網(wǎng)開關(guān)，并且閉合第一開關(guān)和第二開關(guān)。
[0009]優(yōu)選地，當(dāng)電壓計(jì)檢測(cè)到變流器直流母線電壓等于或大于預(yù)定值時(shí)，控制器進(jìn)行控制以斷開第一開關(guān)和第二開關(guān)，并且閉合變流器并網(wǎng)開關(guān)。
[0010]優(yōu)選地，電阻器的阻值對(duì)應(yīng)于電容器的放電時(shí)間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一方面，提供了一種發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)包括所述預(yù)充電回路。[0012]優(yōu)選地,所述發(fā)電系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中:
[0014]圖1示出現(xiàn)有的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(無直流母線中點(diǎn))；
[0015]圖2示出現(xiàn)有的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(直流母線中點(diǎn)接地)；
[0016]圖3示出現(xiàn)有的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(無直流母線中點(diǎn))；
[0017]圖4示出現(xiàn)有的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(直流母線中點(diǎn)接地)；
[0018]圖5示出現(xiàn)有的基于電阻的預(yù)充電回路的電路圖；
[0019]圖6示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于電容器的預(yù)充電回路的電路圖；
[0020]圖7示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的預(yù)充電回路充電過程的波形圖；
[0021]圖8示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的預(yù)充電回路充電過程的另一波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)指示相同的部件。以下將通過參照附圖來說明所述實(shí)施例，以便解釋本發(fā)明。然而應(yīng)理解，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分，而不是全部的實(shí)施例。示出的具體實(shí)施例不將本發(fā)明構(gòu)思限制為特定的公開形式，而是包括本發(fā)明構(gòu)思的精神和技術(shù)范圍中的各種修改、等同或者替代物。
[0023]圖6示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于電容器的預(yù)充電回路的電路圖。
[0024]參照?qǐng)D6，預(yù)充電回路在變壓器的三相輸出線的每根輸出線上的變流器并網(wǎng)開關(guān)的兩端。以預(yù)充電回路I為例，在預(yù)充電回路I中，第一開關(guān)S11、第二開關(guān)S12和電容器Cl串聯(lián)連接在變流器并網(wǎng)開關(guān)SI的兩端，電容器Cl在第一開關(guān)Sll和第二開關(guān)S12之間，并且電容器Cl與電阻器Rl并聯(lián)。
[0025]預(yù)充電回路I還可包括電壓計(jì)，用于檢測(cè)變流器直流母線電壓；控制器，用于根據(jù)變流器直流母線電壓控制變流器并網(wǎng)開關(guān)SI以及第一開關(guān)S11、第二開關(guān)S12的開閉。具體地說，當(dāng)電壓計(jì)檢測(cè)到變流器直流母線電壓小于預(yù)定值時(shí)，控制器進(jìn)行控制以斷開變流器并網(wǎng)開關(guān)SI，并閉合第一開關(guān)S11、第二開關(guān)S12，從而變流器直流母線電壓通過預(yù)充電回路I被充電。當(dāng)電壓計(jì)檢測(cè)到被充電的變流器直流母線電壓等于或大于預(yù)定值時(shí)，控制器進(jìn)行控制以斷開第一開關(guān)Sll和第二開關(guān)S12，并且閉合變流器并網(wǎng)開關(guān)SI，從而電容器Cl通過與其并聯(lián)的電阻器Rl放電，此時(shí)，預(yù)充電回路I被短路。電阻器Rl的阻值對(duì)應(yīng)于電容器Cl的放電時(shí)間?？筛鶕?jù)電容器Cl的放電時(shí)間適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電阻器Rl的阻值，使得在泄放電容器Cl上存儲(chǔ)的電荷時(shí)，避免電容器Cl長(zhǎng)時(shí)間帶電，也避免在下次進(jìn)行預(yù)充電時(shí)由于電容器Cl帶電而造成的電容電流沖擊。
[0026]由于預(yù)充電回路2和3與預(yù)充電回路I的結(jié)構(gòu)和操作相同，因此在此省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
[0027]圖7示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的預(yù)充電回路充電過程的波形圖。在圖7中，虛線表示直流母線電壓，實(shí)線表示預(yù)充電回路上的一相電流(即，一根輸出線上的電流)。圖8示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的預(yù)充電回路充電過程的另一波形圖。在圖8中，虛線表示直流母線電壓；實(shí)線表示電容器兩端的電壓。從圖7和圖8中可以看出，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)充電回路，充電過程平滑，變流器直流母線電壓上升平滑，在充電過程中對(duì)電容器的沖擊電流小，同時(shí)，預(yù)充電回路的體積減小。
[0028]雖然本發(fā)明實(shí)施例示出了設(shè)置在三相輸出線上的預(yù)充電回路，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電回路可以設(shè)置在除了三相以外的任何數(shù)量的輸出線上。
[0029]如圖6所示的預(yù)充電回路可以應(yīng)用于圖1至圖4示出的現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以及其他使用預(yù)充電回路的發(fā)電系統(tǒng)中。
[0030]盡管已經(jīng)參照其示例性實(shí)施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)充電回路，所述預(yù)充電回路的兩端分別連接在變流器并網(wǎng)開關(guān)的兩端，其特征在于，包括:第一開關(guān)、第二開關(guān)、電阻器和電容器，其中，第一開關(guān)、第二開關(guān)和電容器串聯(lián)連接在變流器并網(wǎng)開關(guān)的兩端，電容器在第一開關(guān)和第二開關(guān)之間，并且電容器與電阻器并聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)充電回路，其特征在于，還包括用于檢測(cè)變流器直流母線電壓的電壓計(jì)以及用于根據(jù)變流器直流母線電壓控制第一開關(guān)、第二開關(guān)和變流器并網(wǎng)開關(guān)的開閉的控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)充電回路，其特征在于，當(dāng)電壓計(jì)檢測(cè)到變流器直流母線電壓小于預(yù)定值時(shí)，控制器進(jìn)行控制以斷開變流器并網(wǎng)開關(guān)，并且閉合第一開關(guān)和第二開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)充電回路，其特征在于，當(dāng)電壓計(jì)檢測(cè)到變流器直流母線電壓等于或大于預(yù)定值時(shí)，控制器進(jìn)行控制以斷開第一開關(guān)和第二開關(guān)，并且閉合變流器并網(wǎng)開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)充電回路，其特征在于，電阻器的阻值對(duì)應(yīng)于電容器的放電時(shí)間。
6.一種發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-5所述的預(yù)充電回路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103647442SQ201310685047
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】尹進(jìn)峰, 郭銳, 阮景峰, 蔣中川, 劉炳 申請(qǐng)人:北京天誠(chéng)同創(chuàng)電氣有限公司