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

　　發電機使用的是永磁同步發電機，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壓，減小直流脈動。考慮到電流波形畸變和發電機內感的存在，在發電機輸出端并上無功補償電容，提高發電機的功率因數和利用效率。在中間直流環節，采用升壓斬波電路。在逆變環節，采用兩個SPWM逆變橋通過濾波電抗并聯的形式，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流問題出現。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電機沒工作時的直流母線側上也有電壓，能對電網進行無功率補償。

　　隨著風速的變化，風輪的轉速也在變化，因此發電機發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過AC-DC變換后變為了幅度不斷變化的直流電，然后經過升壓斬波穩壓后轉化為電壓幅值穩定而電流大小隨風速度不斷變化的直流電，再經過SPWM逆變器，變成了與電網相位頻率相同，輸出電壓隨風速不斷變化且略高于電網電壓的三相交流電，最后經過濾波電抗器并網，輸出電壓高與電網部分降在濾波電抗器上，從而完成了直驅并網型風力發電機變流電路將變頻變壓交流電轉化為能并網的交流電的任務。

　　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

　　系統介紹

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

　　主控制器

　　作為現場總線的主站，負責系統的整體控制，主要由以下幾部分組成：

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

　　* CX1020-0002：電源模塊。

　　* CX1500-M310:現場總線主站

　　變流器PLC

　　作為現場總線的從站，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：現場總線耦合器。

　　* KL9210：電源模塊。

　　* KL1104：數字量輸入模塊。

　　* KL2134:數字量輸出模塊。

　　* KL6904：數字量輸出模塊，安全端子。

　　* KL1904：數字量輸入模塊，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，在數字量與模擬量模塊的數量上與變流器PLC有所區別。

　　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系統已經在本公司研發的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展，倍福的PAC一定會得到更加廣泛的應用。