PAC在风电变流器中的应用(07-100)

　　我们选用的是不可控整流+升压斩波+SPWM逆变的电路结构

　　发电机使用的是永磁同步发电机，采用六相不可控整流桥对其进行12脉冲整流，在输出端并上电容进行稳压，减小直流脉动。考虑到电流波形畸变和发电机内感的存在，在发电机输出端并上无功补偿电容，提高发电机的功率因数和利用效率。在中间直流环节，采用升压斩波电路。在逆变环节，采用两个SPWM逆变桥通过滤波电抗并联的形式，以减小每个IGBT通过的电流大小，还能在一定的控制方法配合下防止连个逆变器输出电流不等从而防止环流问题出现。另外，为了防止直流母线电压过高损坏器件，加入了直流母线钳位电路;为了电路开始运行对电容充电电流过大，加入了电容的预充电支路，同时该支路还保证发电机没工作时的直流母线侧上也有电压，能对电网进行无功率补偿。

　　随着风速的变化，风轮的转速也在变化，因此发电机发出的交流电的电压和频率是不断变化的，该变压变频的交流电经过AC-DC变换后变为了幅度不断变化的直流电，然后经过升压斩波稳压后转化为电压幅值稳定而电流大小随风速度不断变化的直流电，再经过SPWM逆变器，变成了与电网相位频率相同，输出电压随风速不断变化且略高于电网电压的三相交流电，最后经过滤波电抗器并网，输出电压高与电网部分降在滤波电抗器上，从而完成了直驱并网型风力发电机变流电路将变频变压交流电转化为能并网的交流电的任务。

　　倍福PAC在变流器中的应用

　　倍福PAC在变流器中的应用框图示于图3。

　　图3 倍福PAC在变流器中的应用框图

　　系统介绍

　　整个系统可以实现对变流器运行的全方位监控，其中以太网门接口用于连接风场集中控制站，交换机2可以实现与其他变流器的信息互联。触摸屏用于本地变流器状态信息的查看和设置，主控器通过Prifibus总线与变流器PLC，机舱PLC，低压PLC的连接，具体负责现场各点的模拟量与数字量的采集和控制。

　　主控制器

　　作为现场总线的主站，负责系统的整体控制，主要由以下几部分组成：

　　* CX1020-0111：CPU模块，带以太网接口和USB/DVI 接口。

　　* CX1020-0002：电源模块。

　　* CX1500-M310:现场总线主站

　　变流器PLC

　　作为现场总线的从站，负责变流器功率控制电路模拟量和开关量的采集和控制，主要有以下部分组成：

　　* BK3150：现场总线耦合器。

　　* KL9210：电源模块。

　　* KL1104：数字量输入模块。

　　* KL2134:数字量输出模块。

　　* KL6904：数字量输出模块，安全端子。

　　* KL1904：数字量输入模块，安全端子。

　　* KL3404：模拟量输入模块。

　　* KL4032：模拟量输出模块。

　　* KL9010：总线末端模块。

　　低压PLC

　　作为现场总线的从站，负责变流器低压电器部分(空气开关，断路器等)模拟量和开关量的采集和控制，在数字量与模拟量模块的数量上与变流器PLC有所区别。

　　图4 应用于PowerWinVert-A型风电变流器中的倍福PAC实物图

　　结语

　　BACKHOFF PAC系统已经在本公司研发的PowerWinVert-A型风电变流器中成功应用，并取得了良好的效果。随着自动化技术的发展，倍福的PAC一定会得到更加广泛的应用。